Polaaritiede

Etelämannerta tutkimassa



27. marraskuuta 2018

Maapallon äärimmäisimpinä pidetyissä ympäristöissä ankarat olosuhteet vaikeuttivat työtä paitsi tutkijoille myös heidän instrumenteilleen.





kirjoittajaHeather Bennett, tutkimusharjoittelija

1900-luvun vaihteessa maailma oli keskellä sitä, mitä nykyään kutsutaan 'Antarktiksen tutkimusten sankarikaudeksi'. Vuosina 1897-1922 kymmenen eri maata aloitti seitsemäntoista matkaa maailmanlaajuisesti Etelämanner-löytöjä varten. Yksi tunnetuimmista näistä sankarillisista tutkimusmatkailijoista oli kuninkaallisen laivaston kapteeni Robert Falcon Scott, joka johti Löytö Retkikunta vuodelta 1901 ja Uusi maa Retkikunta vuodelta 1910.



Kapteeni Robert Falcon Scott

Etelämantereesta tiedettiin tuolloin hyvin vähän, joten näiden matkojen tieteellisiin tavoitteisiin kuuluivat meteorologia, geologia, maantiede, biologia, valtameri ja magneettinen mittaus. Tiedemiehet ympäri maailmaa olivat laajalti sitä mieltä, että Etelämantereen ymmärtäminen johtaisi muuhun maailmaan, erityisesti Maan magnetismiin ja globaaleihin sääolosuhteisiin, ymmärtämisessä. Siellä oli myös lupaus tuoda kunniaa kuninkaalle ja maalle olemalla ensimmäinen, joka tekee löydön.

Kuten nyt tiedämme, Etelämanner on äärimmäisyyksien maa; Keskimääräinen vuotuinen lämpötila oli -57 °C ja äkilliset, rajut muutokset säässä, mukaan lukien lumimyrskyt ja myrskytuulet, näiden tutkimusten olosuhteet olivat kaukana siitä, mihin eurooppalaiset tutkijat ja tutkimusmatkailijat olivat tottuneet. Eläminen ja työskentely sellaisessa ympäristössä oli raskasta, mutta ankarat olosuhteet aiheuttivat ongelmia myös instrumenteille ja laitteille, jotka oli yleensä suunniteltu ja testattu anteeksiantavammissa ilmastoissa.



hei google mikä on sininen kuu

Terra Nova

Jäätymislämpötilat

Lämpötilaolosuhteet ja muutokset voivat vaikuttaa merkittävästi tieteellisiin laitteisiin ja siten muuttaa lukemia ja tuloksia vakavasti. Luutnantti Charles Royds, meteorologi Löytö , dokumentoi joitain ongelmia, joita he kohtasivat kylmyyden vuoksi, erityisesti lämpömittareidensa osalta, artikkelissaan 'Meteorological Observations in the Antarktic Regions' ( Neljännesvuosittain ilmestyvä Royal Meteorological Societyn lehti , 31, 1905). Tyypillisiä lämpömittareita ilman lämpötilan mittaamiseen ei ole suunniteltu toimimaan näin alhaisilla lämpötila-alueilla. Royds huomauttaa, että lämpömittareiden elohopea jäätyi toisinaan, 'pisin jakso oli 56 tuntia, jonka aikana elohopea pysyi lampussa', mikä teki lukemien lukemisen mahdottomaksi. Auringon säteilyn mittaamiseen otetut lämpömittarit soveltuivat myös huonosti, ja Royds 'pahoitteli suuresti, että näitä laitteita ei säädetty -40°:een tai sen alle, vaan +10°:een [F, -12°C]'. mikä teki niistä tehokkaasti hyödyttömiä talvella, kun lämpötila voi laskea -80 °C:seen (-112 °F). Märkä- ja kuivalämpömittarit luottavat veden haihtumiseen musliinikuoresta kosteuden laskemiseksi, mutta märkä musliini jäätyi estäen haihtumisen ja eristäen sipulin sisällä. Ensimmäisen matkavuoden tulokset olivat turhia. Toisena vuonna Royds onnistui saamaan tyydyttäviä tuloksia 'vaihtamalla musliinia joka maanantaiaamu, jotta jään kerääntyminen ei voinut tapahtua'. Märkä- ja kuivalämpötilamittareita ei otettu mukaan Uusi maa Expedition ollenkaan, koska niitä pidettiin liian epäluotettavina kylmässä.

Charles 'Silas' Wright, kanadalainen fyysikko Uusi maa , piti yksityiskohtaisia ​​muistiinpanoja Scottin toisella tutkimusmatkalla kohtaamista ongelmista. Yleinen ongelma oli instrumenttien takertuminen kylmän takia. Aikalukemat olivat välttämättömiä monille tutkimusalueille, mutta Wright huomauttaa, että kronometrien ja kellojen sisäinen toiminta usein hidastui tai jumiutui kokonaan.



Monilla instrumenteilla on erityispiirteitä ja mukautuksia käytettäväksi alhaisissa lämpötiloissa. Kädessä pidettävät metalliset instrumentit, kuten kompassit ja teleskoopit, päällystettiin usein nahalla, jotta käyttäjän iho ei tarttuisi metalliin. Samoin kaikki instrumenttien, kuten teodoliittien, metalliset säätönupit olivat nahkapäällysteisiä samasta syystä. Esimerkkejä tällä tavalla sovitetuista instrumenteista voi nähdä Polar Worlds -galleriassa.

Nämä kolme Polar Worlds -galleriassa esillä olevaa esinettä on mukautettu Etelämantereen käyttöön.

Rekikompassi alkaen D mennä overy on päällystetty nahkalla kädessä pidettävää käyttöä varten, ja kannessa on aukko, joka paljastaa kompassikortin, kun se suljetaan. Tämän tarkoituksena on luultavasti antaa käyttäjälle mahdollisuus varmistaa kulkusuunta ilman, että hän irrottaa käsineensä kannen avaamiseksi.



Kelkkakompassi Discoveryltä

Teodoliitti alkaen Uusi maa on säämiskä nahkaa kaikissa säätönupeissa käytettäväksi kylmässä.

Teodoliitti Terra Novasta

mitä oikea puoli tarkoittaa veneessä

Signalointiteleskoopin putkissa ja linsseissä on nahkasuojat. Nämä kannet olisivat myös suojaaneet laitetta elementeiltä.

Signalointiteleskooppi

Äärimmäinen sää

Pakkasen lisäksi Etelämantereen sääolosuhteet voivat olla ankarat. Lumyrskyt koostuvat myrskytuulista ja ajolumesta, joissa näkyvyys on laskenut alle 100 metriin ja voi kestää päiviä. Royds kertoo vaikeuksista mitata kosteutta ja ilman lämpötilaa imulaitteella lumimyrskyn aikana:

Ylioppilaskirjoitukset olivat pieniä, ja silmät olivat täynnä ajelehtia tai kyyneleitä ajelehtivasta lumesta tai tuulesta, oli vaikeinta lukea.

Tuulen nopeuden ja kosteuden mittaaminen edellytti laitteen osien olevan auki mittausten suorittamista varten, ja nämä aukot olivat usein tukkeutuneet lumesta, jolloin tarkkailija joutui tyhjentämään ne ennen jokaista käyttöä.

The Löytö Tiedetiimi näyttää ennakoineen sääongelmia jossain määrin, koska monet instrumenteista tallensivat itse. Tämä tarkoitti sitä, että ne tallensivat automaattisesti lukemansa suoraan paperille, mikä pyrki vähentämään virheitä ja esteitä, jotka liittyvät manuaaliseen käyttöön ja silmälukemien ottamiseen. Tämä osoittautui kuitenkin epäonnistuneeksi, koska Royds kirjoittaa, että

Kaikki itseään nauhoittavat instrumentit kärsivät pahoin, koska ajelehtiminen joutuu laatikoiden sisään ja tukkii ne kokonaan, kuivuu muste kynässä, tahrii musteen paperille ja muodostuu työosien ympärille ja päälle, pysäyttäen niiden toiminnan kokonaan.

Wright muistaa samanlaisia ​​ongelmia työskennellessään äärimmäisissä sääolosuhteissa. Välillä kovat tuulet 'puhuivat niin lujaa, että silmä oli usein juuttunut optisten instrumenttien okulaariin' ja sisämittauksia tehtäessä koko kota saattoi täristä. Jopa lumimyrskyn jälkeen havainnot vaikuttivat, koska lämpötilan muutokset saostivat jääkiteitä linsseille ja peileille. Myrskyt levittivät myös 'suolasumua' itseäänittävien laitteiden 'huonosti eristettyihin' johtoihin, ja näiden instrumenttien ylläpito talvella oli kovaa työtä.

Scott, Shackleton ja Wilson of the Discovery

Löydä lisää napa-alueista, mukaan lukien tutkimusmatkat, alkuperäiskansojen yhteisöt, tieteelliset löydöt sekä arktisen ja Etelämantereen villieläimistä Polar Worlds Galleryssa

Lue lisää:

C.S. Wright, Silas: Etelämannerpäiväkirjat ja Charles S. Wrightin muistelmat (Ohio State University Press, 1993)