Hace más de dos meses, La investigadora de EPFL Julia Schmale se unió a la tripulación del Polarstern, un rompehielos de investigación alemán que se ha estado desplazando lentamente a través de las aguas heladas desde el norte de Siberia hacia Svalbard desde septiembre del año pasado. El barco lleva un equipo internacional de científicos en una expedición de investigación de un año, trabajar en condiciones inusuales y a menudo desafiantes:clima cambiante, temperaturas cayendo en picado tan bajo como -40 ° C, oscuridad interminable dando paso a la luz del día sin fin, y hielo hasta donde alcanza la vista.

La tripulación está llevando a cabo una investigación como parte de una importante expedición titulada Observatorio multidisciplinario a la deriva para el estudio del clima ártico. o MOSAiC para abreviar, que tiene como objetivo obtener conocimientos fundamentales sobre las condiciones en el Ártico, el impacto del cambio climático en la región y viceversa la influencia de la región en el cambio climático global.

Schmale, un científico atmosférico, dirige el equipo de investigación atmosférica del observatorio. Ella había planeado un regreso a mediados de abril a Suiza, donde recientemente fue nombrada jefa del flamante Laboratorio de Investigación de Ambientes Extremos en EPFL, pero la crisis del COVID-19 significa que permanecerá a bordo hasta principios de junio. Schmale no es ajeno a los entornos polares, habiendo participado en la Expedición de Circunnavegación Antártica (ACE) en 2017. Su papel en esta última expedición es estudiar cómo las moléculas y partículas en el aire influyen en las formaciones de nubes en el Ártico. En esta entrevista, nos habla desde la primera línea sobre vivir y trabajar en este entorno extremo, cómo es dirigirse al témpano de hielo, y los objetivos y métodos de su investigación. La entrevista completa se leerá próximamente en el sitio web de EPFL Out there.

¿Cómo es vivir y trabajar en el hielo?

"Impredecible. El paisaje de hielo cambia con frecuencia y nuevas grietas, los cables y las crestas se forman de la noche a la mañana, a menudo impidiéndonos llegar a nuestros sitios de investigación en el hielo. Dependiendo de la gravedad de los cambios, es posible que tengamos que buscar una nueva ruta o reprogramar cualquier actividad que hayamos planeado. A veces, el hielo se vuelve dinámico durante el día mientras estamos fuera. Cuando eso pasa, O tenemos que vigilar de cerca nuestro camino de regreso al barco o el puente nos llama de nuevo, donde el equipo a bordo coordina y monitorea las actividades en el hielo. Antes de salir siempre completamos un registro de viaje que detalla quién va a dónde, qué equipo llevan y, lo que es más importante, quién actúa como guardia del oso polar. La mayoría de nosotros somos guardias calificados de osos polares, un rol que implica mantener una vigilancia permanente mientras nuestros compañeros están trabajando. Llevamos una pistola de bengalas para asustar a los osos así como un rifle para usar si un animal se nos acerca demasiado rápido. El 23 de abril vimos el primer oso en nuestro témpano desde que llegamos a principios de marzo.

El medio ambiente es simplemente hermoso. Todavía estaba oscuro cuando llegamos con solo un deslizamiento de la luz del día en el horizonte. Los sitios de investigación en el témpano parecían muy lejanos, pero eran fáciles de alcanzar a través del hielo plano. Ahora, con el sol las 24 horas del día, todo parece mucho más cercano. Pero moverse es mucho más difícil porque se han formado muchas pistas y grietas, especialmente entre el barco y el sitio principal de investigación de nuestro equipo. Con temperaturas en torno a los –20 ° C, los cables abiertos se congelan relativamente rápido, alrededor de 6 cm en un día. Algunas veces, Las crestas se forman cuando los cables abiertos se cierran y podemos terminar rodeados de hielo que se eleva hasta 6 metros de altura en solo un par de horas. En ocasiones, podemos escuchar el hielo moverse y, si pasa rapido, también podemos verlo. También es fascinante ver crecer las flores heladas. Los muestreamos para conocer su biogeoquímica.

¿Y el clima?

Hemos experimentado la gama completa de condiciones climáticas del Ártico en nuestro tiempo aquí. Hemos tenido temperaturas bajas persistentes de –40 ° C, lo que hace que trabajar al aire libre sea muy desafiante e inutiliza algunos de los equipos del barco. Marzo fue particularmente tormentoso, con fuertes vientos y algunos apagones completos. Las condiciones se han asentado recientemente, aunque. Tenemos cielos despejados sol y vientos suaves, muy parecido al invierno en los Alpes. Ahora que nos hemos deslizado por debajo de los 84 ° N, Las intrusiones de masa de aire caliente del Atlántico están elevando las temperaturas hasta los 0 ° C, trayendo derretimiento superficial y lluvia.

¿Qué muestras está recolectando y por qué?

Estoy estudiando hasta qué punto las emisiones naturales y humanas modifican las nubes árticas de bajo nivel. Estas nubes juegan un papel vital en el mantenimiento de los balances de masa y energía del Ártico porque reflejan y absorben la radiación. y porque contribuyen a la capa de nieve a través de las precipitaciones. En general, las nubes solo se forman en presencia de núcleos de condensación de nubes o partículas nucleantes de hielo. Estos son un subconjunto de partículas de aerosol que pueden originarse a partir de fuentes naturales como el rocío del mar, emisiones de fitoplancton o nieve que sopla, sino también de actividades humanas como la combustión de combustibles fósiles, otras emisiones industriales y agricultura.

Podemos utilizar nuestra instrumentación a bordo para caracterizar las partículas de aerosol en términos de sus propiedades microfísicas y químicas. Variables como concentración numérica, distribución de tamaño de partícula, higroscopicidad, La composición química y la fluorescencia nos ayudan a comprender su origen, natural o humano, y sus posibles efectos sobre las nubes. Nuestro objetivo final es comprender hasta qué punto los procesos naturales frente a los creados por el hombre contribuyen a la formación de nubes y al equilibrio energético en el Ártico, y cómo esto podría cambiar a medida que evoluciona el llamado "Nuevo Ártico" y cambian las emisiones humanas en el futuro. Por último, esta información se puede utilizar en escenarios de cambio climático en el Ártico.

¿Qué ha aprendido sobre el aire ártico hasta ahora?

Al mirar los datos, Obtengo una imagen casi en tiempo real de la composición de la atmósfera. Cuando las masas de aire provienen del norte, del Alto Ártico, la población de aerosoles envejece, es decir, de varios días a semanas, y se compone principalmente de ácido sulfúrico. Este es un fenómeno invernal común conocido como neblina ártica, cuando las emisiones de dióxido de azufre, principalmente de la actividad humana en las latitudes medias y altas, se acumulan durante el invierno. La neblina comenzó a formarse en noviembre. Inicialmente, la concentración fue de aproximadamente 50 partículas por centímetro cúbico. Ahora ha subido a 200.

Durante condiciones de tormenta, la nieve salada se eleva al aire donde forma partículas de aerosol. El número de partículas depende de varios factores, incluida la microestructura de la nieve, lo presionado por el viento, y su rugosidad superficial. Debido a que estas partículas constituyen una parte significativa de la población total de aerosoles, probablemente desempeñen un papel importante en la formación de nubes.

Cuando las masas de aire llegan del sur, sin embargo, todas estas variables son diferentes. Las partículas han sido procesadas por nubes, y difieren en origen, tamaño y composición química. A mediados de abril es el momento en que ocurren las floraciones de fitoplancton en el Atlántico. Estas flores emiten sulfuro de dimetilo, que se transforma en ácido metanosulfónico, un marcador que ahora estamos viendo en las partículas de aerosol. También hemos encontrado halógenos (ácido yódico y bromo) en la población de aerosoles. Estos son de origen más local, y están conectados a la química de la nieve y la radiación ultravioleta. Y, por supuesto, también vemos partículas de escape del barco, skidoos y helicópteros. Llevan una firma distintiva que los distingue de otros tipos de aerosoles.

¿Ha observado personalmente cambios en el clima ártico?

Ésa es una pregunta difícil. No tengo un punto de referencia confiable porque esta es la primera vez que yo, like many other members of the team, have been this far north at this time of year. Generalmente hablando, we didn't anticipate observing so much mobile ice so early in the year. We expected to see a much more consolidated ice pack. But this might not necessarily be a sign of climate change. What was striking, sin embargo, was that precipitation fell as rain instead of snow when Atlantic air masses arrived in mid-April.

Is the COVID-19 crisis affecting life on an Arctic research vessel?

Sí, definitivamente. It's affecting us in two main ways. Primero, we're all hearing news from home about how the world has changed and what it means for our families, amigos y colegas. It's a real cause for concern and we talk about the pandemic a lot. Segundo, the outbreak has disrupted the crew changeover schedule. It's taken us several weeks to figure out our options, given the travel restrictions in force around the world. Despite the delays and uncertainty around when we'll return home, I'm happy to report that crew morale is high. We've grown together as a fantastic team of scientists who communicate openly and look out for each other. It's also made my job much easier, as one of the five science team leaders on board.

As someone who's used to spending long periods on boats, how are you coping with living under lockdown?

I'd hardly call this a lockdown. We have a lot more freedom than people back at home. We can still work, salir, hold social gatherings, exercise and eat together. Por supuesto, we can't travel far from the ship and our activity options are limited. But you don't really notice those things when you're surrounded by such a fascinating environment, making friends and building new working relationships. Considerándolo todo, it's been an immensely satisfying and rewarding experience."