Air bubbles in a thin section of an ice core (Photo: Mana Inoue)
This summer a world-first international mission will build a temporary lab on the Antarctic ice sheet to reveal how much a natural ‘atmospheric detergent’ cleans the air of harmful trace gases.
Although the majority of greenhouse gas emissions is carbon dioxide, there are more than 40 other gases that contribute to climate change and depletion of the ozone layer.
The Law Dome Hydroxyl project, led by CSIRO atmospheric scientist Dr David Etheridge and Dr Vas Petrenko from the University of Rochester in the USA, seeks to understand the natural processes that remove these ‘other’ climate change gases from the atmosphere.
“Hydroxyl (OH) is a naturally occurring, highly reactive molecule that plays an important role in the atmosphere as a ‘natural air purifier’, by destroying greenhouse gases like methane and industrial chemicals that deplete ozone,” said Dr Etheridge.
“But we don't understand how much has been removed by hydroxyl, which is fundamental to be able to predict the levels of gases that affect climate and the ozone layer into the future.”
“Knowing how hydroxyl varies in the atmosphere, and the role it plays, is the key to solving those mysteries.”
Researchers will drill ice cores to depths of 250 metres to measure pre-industrial atmospheric levels of hydroxyl, which has never been done before.
To do this, the team will traverse more than a hundred kilometres from Australia’s Casey research station to Law Dome and set up a laboratory on the ice sheet for three months.
“Law Dome is the best place on the planet to get old air for this project, because its enormous rate of snowfall traps air quickly and preserves it at depth for centuries,” said Dr Etheridge.
However, the project is a massive challenge because of the tiny amounts of material that the researchers need to sample and analyse.
“Melting hundreds of kilograms of ice will yield about 30 litres of air, but each air sample will yield just a handful of the molecules we want to detect and measure.”
“The concentrations we’re looking for are so miniscule it’s like trying to find a few particular grains of sand amongst the trillions on a beach,” Dr Etheridge said.
This season more than 500 expeditioners will travel south with the Australian Antarctic Program to Casey, Davis and Mawson stations and sub-Antarctic Macquarie Island.
Australia’s Wilkins Aerodrome will be closed for three months to undertake engineering works on the 3.5 kilometre blue ice runway near Casey.
Across at Davis research station, a team will undertake some further environmental investigations of the proposed paved runway.
The Law Dome expedition is a US-Australian collaborative project involving glaciologists and atmospheric scientists from CSIRO, the Australian Nuclear Science Technology Organisation (ANSTO), the University of Rochester, Scripps Institution of Oceanography, the US National Science Foundation, and AAD.
Australian Antartic Division
Este verano, una primera misión internacional del mundo construirá un laboratorio temporal en la capa de hielo de la Antártida para revelar cuánto un "detergente atmosférico" natural limpia el aire de gases traza dañinos.
Aunque la mayoría de las emisiones de gases de efecto invernadero son dióxido de carbono, hay más de 40 gases que contribuyen al cambio climático y al agotamiento de la capa de ozono.
El proyecto Law Dome Hydroxyl, dirigido por el científico atmosférico CSIRO, el Dr. David Etheridge y el Dr. Vas Petrenko de la Universidad de Rochester en los Estados Unidos, busca comprender los procesos naturales que eliminan estos “otros” gases del cambio climático de la atmósfera.
"El hidroxilo (OH) es una molécula altamente reactiva de origen natural que desempeña un papel importante en la atmósfera como un" purificador de aire natural ", al destruir gases de efecto invernadero como el metano y los productos químicos industriales que agotan el ozono", dijo el Dr. Etheridge.
"Pero no entendemos cuánto ha eliminado el hidroxilo, que es fundamental para poder predecir los niveles de gases que afectan el clima y la capa de ozono en el futuro".
"Saber cómo varía el hidroxilo en la atmósfera, y el papel que desempeña, es la clave para resolver esos misterios".
Los investigadores perforarán núcleos de hielo a profundidades de 250 metros para medir los niveles atmosféricos preindustriales de hidroxilo, algo que nunca antes se había hecho.
Para hacer esto, el equipo recorrerá más de cien kilómetros desde la estación de investigación de Casey en Australia hasta Law Dome y establecerá un laboratorio en la capa de hielo durante tres meses.
"Law Dome es el mejor lugar del planeta para obtener aire viejo para este proyecto, ya que su enorme cantidad de nevadas atrapa el aire rápidamente y lo preserva en profundidad durante siglos", dijo el Dr. Etheridge.
Sin embargo, el proyecto es un desafío enorme debido a las pequeñas cantidades de material que los investigadores necesitan muestrear y analizar.
"La fusión de cientos de kilogramos de hielo producirá aproximadamente 30 litros de aire, pero cada muestra de aire producirá solo un puñado de las moléculas que queremos detectar y medir".
"Las concentraciones que buscamos son tan minúsculas que es como tratar de encontrar algunos granos particulares de arena entre los trillones en una playa", dijo el Dr. Etheridge.
Esta temporada, más de 500 expedicionarios viajarán al sur con el Programa Antártico Australiano a las estaciones Casey, Davis y Mawson y a la isla subantártica Macquarie.
El aeródromo Wilkins de Australia permanecerá cerrado durante tres meses para realizar trabajos de ingeniería en la pista de hielo azul de 3,5 kilómetros cerca de Casey.
Al otro lado de la estación de investigación Davis, un equipo emprenderá algunas investigaciones ambientales adicionales de la pista pavimentada propuesta.
La expedición Law Dome es un proyecto colaborativo entre Estados Unidos y Australia que involucra a glaciólogos y científicos atmosféricos de CSIRO, la Organización Australiana de Tecnología de Ciencia Nuclear (ANSTO), la Universidad de Rochester, el Instituto Scripps de Oceanografía, la Fundación Nacional de Ciencia de los Estados Unidos y AAD.
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