وسایل الکترونیکی بسازید که می توانند در زیر یخ گرینلند زنده بمانند


سنسورها ، وسایل الکترونیکی پشتیبانی کننده و فرستنده در یک ژاکت محافظت شده در برابر فشار پیچیده شده اند.
بزرگنمایی / سنسورها ، وسایل الکترونیکی پشتیبانی و فرستنده در یک ژاکت محافظت شده در برابر فشار پیچیده شده اند.

مایکل پریور-جونز

از طریق برنامه ماهواره GRACE ، محققان نشان داده اند كه یخ گرینلند هر ساله حدود 280 میلیارد تن یخ از دست می دهد – معادل نزدیك به 1.5 میلیون استخر المپیك. برای یخچالهای طبیعی مانند گرینلند و قطب جنوب ، بیشتر این آبهای مذاب در اقیانوس ختم می شود – با اثرات قابل توجهی در افزایش سطح دریا.

پیش بینی بهتر برای افزایش سطح دریا در آینده ما را ملزم می کند که درک کنیم آب ذوب شده در داخل یخچال های طبیعی – و به ویژه در زیر – اما برای انجام این کار ، محققان نیاز به اندازه گیری دارند از طریق یخچال طبیعی در اوایل این ماه ، مهندس برق و یخچال شناس دکتر مایكل پریور جونز و همكارانش در انگلیس ، سوئیس ، دانمارك و كانادا نسخه تجدیدنظر شده خود را از یك كاوشگر زیر یخبندان بی سیم – Cryoegg – منتشر كردند تا “تأمین آب” داخلی یخچال ها را مطالعه كنند.

موانع یخبندان

آب ذوب شده ای که از یخچال های طبیعی و زیر آن جریان دارد می تواند در جیب های کوچک ، دریاچه های بزرگ یا رودخانه های سریع حرکت کند – که هر کدام در درجات مختلف یخچال های طبیعی را بی ثبات می کنند. دریاچه های زیر یخبندان می توانند کل بخشهای یخچال را جابجا کنند. در مقابل ، رودخانه های زیر یخبندان آب مذاب را به منطقه کوچکتر هدایت می کنند و باعث حرکت یخچالی نسبتاً کمتری می شوند.

محققان از سیگنال های رادیویی و تصاویر ماهواره ای برای ترسیم اندازه شبکه های هیدرولوژیکی و دریاچه های زیر یخچال ها استفاده کرده اند. اما اطلاعات زیادی در مورد سرعت حرکت این آب یا مدت زمانی که برای پیچیدن به سمت اقیانوس صرف می کند شناخته نشده است. تنها راه پاسخ دادن به این س questionsالات اندازه گیری در زیر یخچال طبیعی است.

یخچال های طبیعی ، و به ویژه ترک های یخچالی و سوراخ های زهکشی موسوم به مولن ، برای اکتشافات شخصی بسیار خطرناک هستند. آب ذوب شده تا 4 تن در ثانیه از طریق قاطرها ریخته می شود و یخ ها مرتباً جابجا می شوند. یخچال شناسان تنظیمات آزمایشی را در بالای یخچالهای طبیعی و همچنین کاوشگرهای آویزان از طریق گمانه های موجود در ورقه یخ را امتحان کرده اند. اما آنها معمولاً چند هفته طول می کشد تا یخچال های طبیعی به اندازه کافی حرکت کنند تا کابل ها را بهم بریزند یا ناامیدانه در هم بپیچند و این تنظیم را غیر قابل استفاده کنند.

راه حل طراحی کاوشگرهای بی سیم است که به شبکه زیر یخبندان منتقل می شوند. با این حال ، به سرعت مشخص شد که محققان نمی توانند هنگام استخراج کاوشگرها از یخچال طبیعی ، به استخراج این اندازه گیری ها اعتماد کنند – تقریباً همیشه گیر می کنند. یک سری آزمایشات ، از جمله یک آزمایشگاه شامل یک ناوچه اردک لاستیکی که توسط ناسا راه اندازی شده است ، نشان داده است که چیزهایی که وارد یخچال های طبیعی می شوند به ندرت مشاهده می شوند.

این تعداد انگشت شماری از دستگاه ها را اندازه گیری می کند که اندازه گیری های واقعی را منتقل می کنند از طریق یخ هنگام حرکت کاوشگر در زیر یخچال طبیعی. آخرین مورد – Cryoegg – نزدیک به 10 سال است که فعالیت می کند و Prior-Jones و تیمش به طور خاص آن را برای اندازه گیری یخ های عمیق طراحی کرده اند.

اعماق یخ

این طرح یک کاوشگر ضد آب و مقاوم در برابر فشار به اندازه گریپ فروت است که اکنون می تواند اندازه گیری بیش از 1.3 کیلومتر یخ را انجام دهد. منبع تغذیه این باتری است که به شما اجازه می دهد هر دو ساعت تا یک سال اندازه گیری ها را ارسال کند. این قطعات شامل فناوری رادیویی است که توسط متر آب و گاز در فرانسه و یک مورد سفارشی مقاوم در برابر فشار طراحی شده است.

Cryoegg مجهز به پاسخگویی به سه سوال است: دما چقدر است؟ چقدر فشار وجود دارد؟ و چه مدت است که آب اطراف از یخچال های طبیعی و زیر آن جریان دارد؟

سن آب را می توان تقریباً توسط هدایت الکتریکی آن تعیین کرد. آب ذوب تازه تقریباً تمیز است ، اما همانطور که از داخل یخچال طبیعی عبور می کند – و به خصوص هنگامی که با سنگ و لجن تماس پیدا می کند – مواد معدنی و مواد جامد محلول را به دام می اندازد. این مواد به نوبه خود هدایت الکتریکی آب را تغییر می دهند.

به صورت ترکیبی ، این اندازه گیری ها به سرنخی از سرعت تخلیه یخچال کمک می کند. به عنوان مثال ، فشار کمتر نشان می دهد که آب دارای خروجی آسان است ، در حالی که فشار بیشتر بسته بودن آب را نشان می دهد. علاوه بر این ، هرچه رسانایی بیشتر باشد ، احتمالاً آب بیشتر در زیر یخچال است.

دکتر لیز باگشاو ، همکار در پریور جونز گفت: “در حال حاضر اندازه گیری های کمی در زیر یخ وجود دارد که مدل سازها اطلاعات بسیار کمی در مورد اثرات تغییر در ساختار سیستم زهکشی دارند.” “ما بخشی از تلاش بسیار بزرگتر برای افرادی هستیم که همه این فرایندهای مختلف را کمی می کنند تا در مدلهای گسترده تری از یخ گنجانده شوند.”

انتظار در خط

Cryoegg هنوز برای آزمایش کامل آزاد نشده است ، اما محققان آن را (متصل به یک رشته) زیر یخچال های طبیعی در گرینلند و آلپ سوئیس آزمایش کرده اند. از آنجا که این دستگاه تمام آزمایشات خود را تاکنون پشت سر گذاشته است ، تیم قصد دارد اولین Cryoegg را در یخ جریان شمال شرقی گرینلند (NEGIS) ، یکی از سریعترین یخچال های شناخته شده تاکنون ، راه اندازی کند. آنها امیدوارند که اندازه گیری های Cryoegg بتواند به آنها ایده دیگری بدهد که چرا این یخچال ها خیلی سریع حرکت می کنند.

آنها همچنین در حال محافظت اضافی از فشار Cryoegg و گسترش دامنه سیگنال تا 2.5 کیلومتر یخ هستند – متوسط ​​عمق ورق یخ در مرکز گرینلند. همچنین در حال توسعه: گسترش دامنه بین Cryoegg و رادیو ، نه تنها در عمق بلکه در فاصله سطح.

یکی از بزرگترین محدودیت ها در این مرحله دسترسی به حفاری است که معمولاً با همکاری بین المللی تأمین می شود و اجرا می شود. گرچه ایده آل است که سرانجام Cryoeggs در سراسر جهان مستقر شود ، لیست طولانی دیگری از محققان وجود دارد که منتظر استفاده از چاه های موجود برای تحقیقات خود هستند. در همین حال ، اولین آزمایش این است که ببینیم چه اطلاعاتی از سفر اول Cryoegg ارسال می شود.

پریور جونز گفت: “یخچال شناسی از جهاتی معادل کاوشگرهای فضایی است ، زیرا ما فقط این شناور کوچک را به یک محیط نامشخص می فرستیم و امیدواریم که قبل از از دست رفتن داده ها را از آن دریافت کنیم.”

مجله گلاسيولوژي، 2021. DOI: 10.1017 / jog.2021.16 (برای DOI).

KED Coan یک روزنامه نگار مستقل است که اخبار مربوط به آب و هوا و داستان های زیست محیطی را در Ars Technica پوشش می دهد. وی دکترای شیمی و بیولوژی شیمی دارد.


منبع: khabar-tak.ir

دیدگاهتان را بنویسید

Comment
Name*
Mail*
Website*