Průlom v monitoringu Arktidy: Vědci objevili, jak zvukem měřit teplotu oceánu pod ledem

Vědci z Scripps Institution of Oceanography při Kalifornské univerzitě v San Diegu objevili nový způsob, jak přesně měřit teplotu Arktického oceánu pod mořským ledem.

Vědci z Scripps Institution of Oceanography při Kalifornské univerzitě v San Diegu objevili nový způsob, jak přesně měřit teplotu Arktického oceánu pod mořským ledem. Tato technika, známá jako oceánská akustická termometrie, využívá dobu šíření podvodních zvuků a poskytuje cenná data o teplotních změnách v rychle se měnícím, vzdáleném a obtížně přístupném prostředí.

Základní princip akustické termometrie spočívá v tom, že zvuk se šíří rychleji v teplejší vodě a pomaleji ve studenější. Měřením času, za který zvuk urazí vzdálenost z jednoho bodu do druhého, je možné odvodit teplotu vody, kterou akustický signál prošel. Tato metoda byla původně vyvinuta Walterem Munkem a Peterem Worcesterem ze Scripps a Carlem Wunschem z Massachusetts Institute of Technology.

Výzkumníci testovali tuto metodu během arktické polární sezóny 2019–2020 v rámci společného americko-norského experimentu CAATEX (Coordinated Arctic Acoustic Thermometry Experiment). Tým rozmístil šest kotevních bójek podél trasy dlouhé přibližně 2 600 kilometrů v Arktickém oceánu, od severu Aljašky na západě po sever Svalbardu na východě. Bójky zůstaly na místě po dobu jednoho roku a každé tři dny vysílaly a měřily akustické signály.

Cílem experimentu bylo ověřit, zda je tato metoda životaschopná pro celoroční měření teploty Arktického oceánu, nebo zda by výzvy, jako je rozptyl zvuku drsným spodním povrchem mořského ledu, mohly signály znemožnit nebo je učinit nerozluštitelnými. Výsledky, publikované v časopise The Journal of the Acoustical Society of America, ukázaly, že akustické signály přenášené přes Arktický oceán nesly jasné znaky sezónních teplotních změn ve vodních vrstvách pod ledem. To potvrdilo, že metoda dokáže sledovat variabilitu teploty oceánu po celý rok, a to i na vzdálenosti přesahující 2 500 kilometrů.

Vedoucí autor Matthew Dzieciuch, fyzikální oceánograf ze Scripps Oceanography, uvedl, že mořský led se za posledních čtyřicet let výrazně ztenčil a jeho drsnost se také snížila. To vedlo ke snížení ztrát způsobených rozptylem zvuku, což nyní umožňuje praktické šíření akustických signálů přes celé pánve. Vzhledem k tomu, že mořský led v Arktidě blokuje satelitní pozorování a ztěžuje přístup lodím, představují tyto výsledky praktický způsob, jak nepřetržitě monitorovat teplotní změny v jedné z nejrychleji se oteplujících a nejméně pozorovaných částí oceánu. Toto oteplování a úbytek mořského ledu v Arktidě navíc přitahuje pozornost států, které sledují nově dostupné lodní trasy a energetické zdroje, což činí nástroje pro celoroční monitorování vnitřku oceánu ještě geopoliticky důležitějšími.