Am Donnerstag segelt Indiens 43. wissenschaftliche Expedition zu Forschungsstationen in der südlichen Polarregion, um das Abschmelzen von Gletschern, die Entstehung von Monsunen und die Synthese hochwertiger Goldnanopartikel zu untersuchen
An einem strahlend sonnigen Tag im Dezember 2015, als der Flug Ilusion-17 ALCI mit einem Team indischer Wissenschaftler an der russischen Forschungsstation landete Nowolasarewskaja (Novo) in der Schirmacher-Oase in der Antarktis war Dr. Rajashree V Bothale wie alle anderen sowohl aufgeregt als auch nervös.
Als sie aus dem Flugzeug stieg, blieb sie eine Weile auf der blauen Eislandebahn stehen, um die unberührte Aussicht zu bewundern, während der durchdringende kalte Wind ihr einen ersten Vorgeschmack auf das feindliche Wetter verschaffte.
Fast eine Stunde später erreichte sie Maitri – eine der beiden Forschungsstationen Indiens in der Antarktis – und der Anblick der hoch flatternden indischen Trikolore-Flagge beendete ihre Sorgen. Es erfüllte sie mit Stolz. „Die Antarktis ist ein Land voller Unsicherheiten“, sagt Dr. Bothale lächelnd, als sie sich mit RT in Verbindung setzt. „Die Herausforderungen sind vielfältig, aber wir alle [Indian scientists] konnten unsere Studien akribisch durchführen.“
Sie gehört zu den indischen Wissenschaftlern, die jedes Jahr an den Rand der Welt, die Antarktis, reisen, um Indiens Verständnis davon zu verbessern Polaratmosphäre, Glaziologie, Paläoklima Und Polarbiologie. Die 43. Expedition dieser Art in Neu-Delhi sticht am Donnerstag, dem 21. Dezember, in Kapstadt, Südafrika, in See.
Dr. Bothale ist kürzlich als stellvertretender Direktor des Bereichs Erd- und Klimawissenschaften in den Ruhestand getreten Nationales Fernerkundungszentrum, ISRO, Hyderabad. Sie war Teil der 35. Indian Scientific Expedition to Antarctica (ISEA), die die Eisschmelze und ihre Auswirkungen auf die Antarktisregion anhand von Satellitendaten untersuchte Meeresoberflächentemperatur (SST), Chlorophyll-a (Chl), und Schneeschmelze.
Schmelzende Eisplatten
Laut Dr. Bothale haben sich die globalen atmosphärischen und ozeanischen Temperaturgradienten seit der industriellen Revolution aufgrund der Emission von Kohlendioxid und anderen Treibhausgasen in die Atmosphäre infolge verschiedener menschlicher Aktivitäten wie der Verbrennung fossiler Brennstoffe, der Abholzung von Wäldern und der Landnutzung rasch verändert -Nutzungsänderungen und Bevölkerungswachstum.
„Dieser Effekt ist sogar in den Polarregionen sichtbar, und das Abschmelzen der Eisschilde in der Antarktis und den umliegenden Regionen kann als Folge angesehen werden“, sagt der leitende Wissenschaftler, der an der Expedition 2015–16 teilnahm.
Die räumlich-zeitliche Analyse der Oberflächeneisschmelze über der Antarktis spielt eine wesentliche Rolle beim Verständnis globaler klimabedingter Veränderungen und Umweltstudien, wie z. B. Meeresströmungen und -zirkulation, Meeresspiegeländerungen, Primärproduktivität, Energiehaushalt, Verlust der biologischen Vielfalt, und das Wasserkreislauf.
„Um die dynamischen Veränderungen des Eisschildes beim Abschmelzen über der Antarktisregion zu erfassen und zu veranschaulichen, hat sich die Fernerkundungstechnologie zur effektivsten und vorteilhaftesten Methode entwickelt, indem sie großräumige synoptische Ansichten der räumlich-zeitlichen Variabilität der entsprechenden klimabedingten Veränderungen liefert.“ Parameter“, sagt Dr. Bothale.
Herausforderungen
Unter den rauen und unvorhersehbaren Bedingungen in der Antarktis stehen die logistischen Vorkehrungen vor großen Herausforderungen und Wissenschaftler sind bei jedem Schritt Gefahren ausgesetzt. Katabatischer Wind Böen mit bis zu 300 km/h aus dem Inneren des Kontinents.
„Während unserer Studie trat ein Kollege zufällig in eine Gletscherspalte, aber zum Glück passierte nichts“, erinnert sich der Wissenschaftler. „Danach banden wir uns alle mit Seilen zusammen, bewegten uns vorsichtig und setzten unser Studium fort.“ Sie beschreibt es als den gruseligsten Vorfall ihres dreimonatigen Aufenthalts in einer der härtesten Regionen der Erde.
Das Team erlebte plötzlich starken Wind und schlechte Sicht, was bedeutete, dass das Team nicht jeden Tag hinausgehen konnte.
„Obwohl es in der Antarktis Sommer war, war das Wetter unvorhersehbar. Unser Tagesablauf würde davon abhängen. Darüber hinaus war eine Menge Ausrüstung wie unter anderem Scatterometer und logistische Unterstützung einschließlich eines Hubschraubers erforderlich“, erklärt Dr. Bothale. An Tagen, an denen das Wetter Spielverderber war, verbrachte sie die meiste Zeit mit Kochen.
Die 3000 km voneinander entfernten Stationen Bharati und Maitri, an denen Forschung und Untersuchungen zum Verständnis der polaren Prozesse und Phänomene durchgeführt werden, beherbergen die Gastwissenschaftler. Es ist gut ausgestattet mit einer Turnhalle, einem Minitheater, Gesundheitszentren sowie Ärzten und Personal, die sich um die Station kümmern.
ISRO hat auch das gegründet Antarktische Bodenstation für Erdbeobachtungssatelliten (AGEOS) an der Bharati-Station zum Empfang von Daten des indischen Fernerkundungssatelliten (IRS).
Analyse
Die von Dr. Bothale und dem Team durchgeführte Datenanalyse deutete darauf hin, dass größere Eisschelfs es mögen Larsen, Georg VI, BruntUnd Riiser-Larsen auf der Westseite und Shackleton, WestenUnd Totten auf der Ostseite war in einem starken La-Nina-Jahr (2010–2011) eine höhere Schneeschmelze als üblich zu verzeichnen (El Niño Südliche Oszillation – ENSO – Index größer als 1,5 für die australischen Sommermonate), während andere Schelfeise einen Rückgang der Schneeschmelze zeigten.
Das Abbott-Schelfeis und Teile des Larsen- und Ross-Schelfeises auf der Westseite erlebten im Zeitraum 2015–2016 eine stärkere Schneeschmelze, ebenso wie die an die Schelfeisgrenzen angrenzenden Binnenlandgebiete.
Die Ergebnisse zeigten außerdem einen signifikanten Anstieg von „Chl“ vom offenen Ozean zum antarktischen Festlandsockel, wo die SST-Werte zum Schelf hin abnahmen.
„Darüber hinaus liefert die vorliegende Studie wichtige Informationen über die Wirkung von ENSO auf die Schneeschmelze und die Auswirkungen der Schneeschmelze auf Chl und SST unter sich ändernden Klimabedingungen“, sagt Dr. Bothale, die die Hälfte ihrer Zeit in Maitri und den Rest in der Bharati-Station verbrachte .
Indiens Forschungsstationen
Die erste Station des Landes, Dakshin Gangotri, wurde 1983 gebaut, aber 1989 aufgegeben, nachdem sie im Eis versunken war.
Indiens zweite Forschungsstation, Maitri, wurde 1988–89 fast 100 km entfernt auf einem eisfreien Hügel der Schirmacher-Oase errichtet. zentrales Königin-Maud-Land, Ostantarktis. Die dritte Forschungsstation, Bharati, wurde im März 2012 in Betrieb genommen. Sie liegt zwischen Thala Fjord und Quilty Bay, östlich von Stornes-Halbinsel in der Antarktis. Die schnelle Eisbildung in diesem Gebiet variiert jedes Jahr mit unterschiedlicher Eisdicke rund um die Bharati-Station.
Indiens Rolle
Indien schrieb Geschichte, als seine erste wissenschaftliche Expedition am 16. Januar 1982 in der Antarktis landete. Seitdem werden jedes Jahr wissenschaftliche Expeditionen gestartet. Indien ist Teil davon Dronning Maud Land Air Network-Projekt (DROMLAN), ein Konsortium aus 11 Ländern mit Forschungsstützpunkten in der Antarktis.
„Indiens aktive Präsenz in der Antarktis bietet dem Land auch die Möglichkeit, eine wichtige Rolle in Diskussionen und Entscheidungsprozessen über das Management und die Regierungsführung des Kontinents aus geopolitischer Sicht zu spielen“, sagt der leitende Wissenschaftler Dr. Yogesh Ray.
In den letzten vier Jahrzehnten wurde an indischen Antarktisstationen ein breites Spektrum wissenschaftlicher Forschung durchgeführt. „Indien hat durch instrumenten- und feldbasierte Arbeit umfangreiche Forschung in den Bereichen Atmosphärenwissenschaften und Weltraumwetter, Biowissenschaften, Umweltüberwachung, Geowissenschaften und Glaziologie, Medizin und menschliche Physiologie betrieben“, sagt er.
Dr. Ray, Wissenschaftler E am Nationales Zentrum für Polar- und Ozeanforschung (NCPOR), Goa, kennt die Antarktis wie seine Westentasche. Immerhin war er bisher viermal dort. Als RT mit ihm Kontakt aufnahm, war er mit den Vorbereitungen für seinen fünften Besuch beschäftigt und wird am Donnerstag von Kapstadt aus in See stechen. „Jedes Jahr nehmen über 100 Wissenschaftler an den Ausstellungen teil“, sagt er. Dr. Ray ist außerdem der verantwortliche Wissenschaftler der Antarctic Expedition Logistics & Antarctic Science Coordination.
Klimatische Veränderungen
Er und sein Team untersuchen die klimatischen Veränderungen und wie sich die Landformen im Laufe der Jahre entwickeln. „Die Antarktis ist ein Land der Superlative (kältestes, trockenstes, windigstes usw.) und bietet Möglichkeiten für die wissenschaftliche Forschung, das globale Klima zu verstehen“, sagt Dr. Ray.
Er sagt, dass, obwohl Indien scheinbar nicht mit der Antarktis verbunden ist, die geologische Geschichte eine enge Verbindung zwischen Indien und dem kältesten Kontinent offenbart.
Ihm zufolge führte der Zerfall von Gondwanaland vor etwa 180 Millionen Jahren zur Trennung der Ostantarktis und des östlichen Ghat-Mobilgürtels Indiens. „Anschließend wanderte Indien nach Norden und kollidierte vor etwa 50–52 Millionen Jahren mit der Eurasischen Platte, was zur Entstehung des mächtigen Himalaya führte“, sagt er.
Es wurde festgestellt, dass die oberen atmosphärischen Zirkulationen und Ozeanzirkulationen, Veränderungen, die in der Antarktis und der Arktis auftreten, einen Einfluss auf den indischen Monsun haben.
Es wird angenommen, dass sich die antarktische Halbinsel etwa sechsmal schneller erwärmt als der globale Durchschnitt und die sie umgebenden Eisschelfs dünner werden. „Angesichts der sozioökonomischen Auswirkungen des Monsuns, insbesondere in einem Land wie Indien, in dem die Landwirtschaft eine vorherrschende Rolle spielt, wird es von entscheidender Bedeutung, die Polarregionen und ihre Fernverbindungen mit tropischen Regionen besser zu verstehen“, fügt Dr. Ray hinzu dass dieses Verständnis wesentlich zur genauen Vorhersage von Wettermustern beigetragen hat.
Tatsächlich haben Forscher am NCPOR eine hocheffiziente und umweltfreundliche Methode zur Synthese von Goldnanopartikeln aus ionischem Gold mithilfe antarktischer Seebakterien entwickelt, die extremen Kältebedingungen standhalten. Die Methode ermöglicht es Wissenschaftlern, hochwertige Goldnanopartikel ohne den Zusatz synthetischer chemischer Zusätze wie Stabilisierungs- oder Reduktionsmittel herzustellen.
Solche Goldnanopartikel sind als wirksame therapeutische antimikrobielle Wirkstoffe oder in der Kombinationstherapie mit krebsbekämpfenden, antiviralen und cholesterinsenkenden Medikamenten äußerst vielversprechend.
Im Sommer dehnt sich das Einsatzgebiet auf einige Hundert Kilometer rund um die Stationen Maitri und Bharati aus, während im Winter überwiegend in der Nähe der Stationen gearbeitet wird.
Indische Expeditionen
Jährlich werden wissenschaftliche Expeditionen in die Antarktis mit Wissenschaftlern verschiedener Institutionen durchgeführt. Die interessierten Wissenschaftler müssen zunächst im März ihre Vorschläge einreichen und ihre Projekte verteidigen.
Nach der Genehmigung durch das NCPOR, das dem Ministerium für Geowissenschaften untersteht, werden die für die indische wissenschaftliche Expedition in die Antarktis ausgewählten Personen einer gründlichen medizinischen Untersuchung am All India Institute of Medical Sciences (AIIMS) in Neu-Delhi unterzogen.
Danach müssen sie in hochgelegenen Gebieten wie Auli und Badrinath in Uttarakhand ein körperliches Training absolvieren. Nach der Freigabe fliegen sie nach Kapstadt und dann in die Antarktis und verbringen dort etwa drei Monate. Das andere Transportmittel in die Antarktis, etwa 12.000 km von Indien entfernt, ist das Seeschiff. Es gibt diejenigen, die längere Zeiträume in Anspruch nehmen. Bisher fanden 42 Expeditionen statt.
ATCS
Im Jahr 2007 war Indien Gastgeber XXX. Konsultationstreffen zum Antarktisvertrag (ATCM) in Neu-Delhi, bei dem der Bau von Indiens dritter Station, Bharati, genehmigt wurde und damit dem Land einen Platz in einer ausgewählten Gruppe von Nationen sicherte, die über mehrere Forschungsstationen in der Antarktis verfügen.
Als beratende Partei des ATS hat Indien seinen Standpunkt in verschiedenen ATCMs zu Themen wie Ressourcenmanagement, Logistik, Tourismus und Umweltschutz dargelegt. Auf diese Weise trägt Indien aktiv zur Gestaltung der Gesetze und Vorschriften bei, die menschliche Aktivitäten in der Antarktis regeln.