Είμαι ράδιο-παγετολόγος.
Αυτό σημαίνει ότι χρησιμοποιώ ραντάρ για να μελετήσω παγετώνες και πάγους.
Κι όπως σχεδόν όλοι οι παγετολόγοι σήμερα
ασχολούμαι με το πρόβλημα
του πόσο θα συμβάλλει ο πάγος στην αύξηση της θαλάσσιας στάθμης στο μέλλον.
Σήμερα θέλω να σας πω
γιατί είναι δύσκολο να κάνεις σωστές εκτιμήσεις για την αύξηση της στάθμης
και γιατί θεωρώ πως αν αλλάξουμε τον τρόπο που σκεφτόμαστε για την τεχνολογία ραντάρ
και την εκπαίδευση στις γεωεπιστήμες,
μπορούμε να γίνουμε πολύ καλύτεροι.
Όταν οι επιστήμονες μιλούν για αύξηση της στάθμης
δείχνουν ένα τέτοιο σχέδιο.
Αυτό έχει γίνει με τη χρήση μοντέλων για πάγους και για το κλίμα.
Στα δεξιά, βλέπετε το εύρος της αύξησης της στάθμης
όπως έχει προβλεφθεί από αυτά τα μοντέλα για τα επόμενα 100 χρόνια.
Για να καταλάβετε, αυτή είναι η τωρινή στάθμη της θάλασσας
κι αυτή η στάθμη
πάνω από την οποία 4 δισεκατομμύρια άνθρωποι κινδυνεύουν με εκτοπισμό.
Έτσι όσον αφορά στον προγραμματισμό
η αβεβαιότητα σε αυτό το σχέδιο είναι ήδη τεράστια.
Ωστόσο, πέρα απ' αυτό, αυτό το σχέδιο έχει αστερίσκο και προειδοποίηση,
«…εκτός κι αν ο πάγος της Δυτικής Ανταρκτικής καταρρεύσει».
Σε αυτήν την περίπτωση, θα μιλούσαμε για δραματικότερα μεγαλύτερους αριθμούς.
Θα έβγαιναν πραγματικά εκτός διαγράμματος.
Ο λόγος που πρέπει να πάρουμε αυτήν την πιθανότητα στα σοβαρά
είναι διότι ξέρουμε από τη γεωλογική ιστορία της Γης
ότι υπήρξαν περίοδοι στην ιστορία της
που η στάθμη ανέβηκε πολύ γρηγορότερα απ' ό,τι σήμερα.
Και τώρα δεν μπορούμε να αποκλείσουμε
την πιθανότητα να ξανασυμβεί κάτι τέτοιο στο μέλλον.
Γιατί λοιπόν δεν μπορούμε να πούμε με βεβαιότητα
εάν μια σημαντική ποσότητα πάγου σε κλίμακα ηπείρου
θα καταρρεύσει;
Για να το κάνουμε αυτό, χρειαζόμαστε μοντέλα
που περιλαμβάνουν όλες τις διαδικασίες, τις συνθήκες και τους φυσικούς νόμους
που θα περιελάμβανε μια τέτοια κατάρρευση.
Αυτό είναι δύσκολο να το μάθουμε
διότι αυτές οι διαδικασίες και οι συνθήκες συμβαίνουν
κάτω από χιλιόμετρα πάγου
και δορυφόροι, όπως αυτός που παρήγαγε αυτήν την εικόνα,
δεν μπορούν να τις δουν.
Μάλιστα, έχουμε πιο εμπεριστατωμένες παρατηρήσεις από την επιφάνεια του Άρη
από ό,τι βρίσκεται κάτω από τον πάγο της Ανταρκτικής.
Aυτό είναι πιο δύσκολο γιατί χρειαζόμαστε αυτές τις παρατηρήσεις
σε μια γιγαντιαία κλίμακα, τόσο σε χώρο όσο και σε χρόνο.
Από άποψη χώρου, αυτό είναι μια ήπειρος.
Και με τον ίδιο τρόπο που στη Βόρεια Αμερική
τα Βραχώδη Όρη, τα Εβεργκλέιντς και οι Μεγάλες Λίμνες είναι ιδιαίτερα,
έτσι είναι και η υπο-επιφάνεια της Ανταρκτικής.
Από άποψη χρόνου, τώρα γνωρίζουμε
ότι ο πάγος όχι μόνο εξελίσσεται μέσα στις χιλιετίες και τους αιώνες
αλλά επίσης αλλάζει μέσα σε χρόνια και μέρες.
Αυτό λοιπόν που θέλουμε είναι παρατηρήσεις κάτω από χιλιόμετρα πάγου
σε κλίμακα ηπείρου
και τις θέλουμε διαρκώς.
Πώς λοιπόν το κάνουμε αυτό;
Λοιπόν, δεν είμαστε εντελώς τυφλοί όσον αφορά στην υπο-επιφάνεια.
Είπα στην αρχή ότι είμαι ράδιο-παγετολόγος
και ο λόγος που αυτό υπάρχει είναι
διότι το αερομεταφερόμενο ραντάρ που διεισδύει στον πάγο είναι το μόνο εργαλείο
για να δούμε μέσα στον πάγο.
Τα περισσότερα δεδομένα που χρησιμοποιεί η ομάδα μου προέρχονται από αεροπλάνα
όπως αυτό το DC-3 από τον Β' Παγκόσμιο Πόλεμο
που μάλιστα πολέμησε στη Μάχη των Αρδεννών.
Μπορείτε να δείτε τις κεραίες κάτω από το φτερό.
Αυτές μεταδίδουν ραδιοσήματα κάτω από τον πάγο.
Και η ηχώ που έρχεται πίσω περιέχει πληροφορίες
για το τι συμβαίνει μέσα και κάτω από τον πάγο.
Καθώς συμβαίνει αυτό
επιστήμονες και μηχανικοί βρίσκονται στο αεροπλάνο
για οχτώ συνεχόμενες ώρες
κι ελέγχουν ότι το ραντάρ δουλεύει.
Και πιστεύω ότι υπάρχει μια εσφαλμένη αντίληψη
γι' αυτού του είδους δουλειάς
καθώς οι άνθρωποι πιστεύουν ότι οι επιστήμονες κοιτούν από το παράθυρο
αναλογιζόμενοι το τοπίο, το γεωλογικό πλαίσιο
και τη μοίρα των πάγων.
Είχαμε μάλιστα σε μια πτήση έναν τύπο από τη σειρά «Παγωμένος Πλανήτης» του BBC.
Και πέρασε ώρες βιντεοσκοπώντας μας να στρίβουμε διακόπτες.
(Γέλια)
Και χρόνια αργότερα έβλεπα τη σειρά με τη γυναίκα μου
κι εμφανίστηκε μια τέτοια σκηνή και σχολίασα πόσο όμορφη ήταν.
Και μου είπε, «Δεν ήσουν στην πτήση;»
(Γέλια)
Είπα, «Ναι, αλλά κοιτούσα την οθόνη του υπολογιστή».
(Γέλια)
Όταν λοιπόν σκέφτεστε αυτού του είδους τη δουλειά
μην σκέφτεστε τέτοιες εικόνες.
Σκεφτείτε εικόνες όπως αυτή.
(Γέλια)
Αυτό είναι ένα διάγραμμα ραντάρ με το κατακόρυφο προφίλ του πάγου
σαν ένα κομμάτι κέικ.
Η φωτεινή στρώση στην κορυφή είναι η επιφάνεια του πάγου,
η φωτεινή στρώση στο κάτω μέρος είναι το βραχώδες υπόστρωμα της ηπείρου
και οι στρώσεις ανάμεσα είναι σαν δακτύλιοι δέντρων,
με την έννοια ότι περιέχουν πληροφορίες για την ιστορία του πάγου.
Είναι καταπληκτικό ότι αυτό δουλεύει τόσο καλά.
Τα ραντάρ που διεισδύουν στο έδαφος
για να ερευνήσουν τις υποδομές δρόμων ή να εντοπίσουν ορυχεία
δυσκολεύονται να διεισδύσουν λίγα μέτρα.
Κι εδώ εμείς κοιτάζουμε μέσα σε τρία χιλιόμετρα πάγου.
Υπάρχουν εκλεπτυσμένοι, ενδιαφέροντες, ηλεκτρομαγνητικοί λόγοι γι' αυτό,
αλλά προς το παρόν ας πούμε ότι ο πάγος είναι ο τέλειος στόχος για το ραντάρ
και το ραντάρ το τέλειο εργαλείο για τη μελέτη των πάγων.
Αυτές είναι οι γραμμές πτήσης
των πιο σύγχρονων αερομεταφερόμων ραντάρ ήχου
στην Ανταρκτική.
Αυτό είναι αποτέλεσμα ηρωικών προσπαθειών για δεκαετίες
από ομάδες διαφόρων χωρών και διεθνών συνεργασιών.
Όταν τα βάζεις μαζί όλα αυτά, παίρνεις μια τέτοια εικόνα,
που είναι η Ανταρκτική όπως θα έμοιαζε χωρίς όλον τον πάγο επάνω της.
Μπορείς πράγματι να δεις την ποικιλομορφία της ηπείρου σε μια τέτοια εικόνα.
Τα κόκκινα χαρακτηριστικά είναι ηφαίστεια ή βουνά.
Οι μπλε περιοχές θα ήταν ανοιχτός ωκεανός
αν απομακρυνόταν ο πάγος.
Αυτή είναι η γιγαντιαία κλίμακα χώρου.
Ωστόσο, όλα αυτά που χρειάστηκαν δεκαετίες για να γίνουν
είναι μόνο ένα στιγμιότυπο της υπο-επιφάνειας.
Δεν μας δίνει καμία ένδειξη για το πώς αλλάζει ο πάγος στη διάρκεια του χρόνου.
Τώρα δουλεύουμε πάνω σ' αυτό γιατί όπως φαίνεται
οι πρώτες παρατηρήσεις με ραντάρ στην Ανταρκτική συγκεντρώθηκαν
χρησιμοποιώντας οπτική μεμβράνη 35 χιλιοστών.
Και υπήρχαν χιλιάδες μπομπίνες αυτού του φιλμ
στα αρχεία του μουσείου του Ινστιτούτου Πολικής Έρευνας Σκοτ
στο Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ.
Πέρυσι το καλοκαίρι, πήρα έναν υπερσύγχρονο σαρωτή ταινιών
σχεδιασμένο για την ψηφιοποίηση και την αποκατάσταση ταινιών του Χόλιγουντ,
και δύο ιστορικούς τέχνης,
και πήγαμε στην Αγγλία, βάλαμε γάντια
και αρχειοθετήσαμε και ψηφιοποιήσαμε όλο αυτό το φιλμ.
Έτσι δημιουργήθηκαν δύο εκατομμύρια εικόνες υψηλής ανάλυσης
με τις οποίες η ομάδα μου δουλεύει για την ανάλυση και επεξεργασία τους
για να τις συγκρίνουμε με τις τωρινές συνθήκες του πάγου.
Και μάλιστα αυτός ο σαρωτής — τον ανακάλυψα
από έναν αρχειοφύλακα της Ακαδημίας Κινηματογραφικών Τεχνών κι Επιστημών.
Θα ήθελα λοιπόν να ευχαριστήσω την Ακαδημία --
(Γέλια)
για τη συμβολή της.
(Γέλια)
Όσο καταπληκτικό είναι
ότι μπορούμε να δούμε τι γινόταν κάτω από τον πάγο πριν από 50 χρόνια
πρόκειται απλά για ένα ακόμη στιγμιότυπο.
Δεν μας δίνει παρατηρήσεις
σχετικά με τη μεταβολή σε ετήσια ή εποχιακή κλίμακα,
που είναι σημαντικό.
Υπάρχει κάποια πρόοδος εδώ.
Υπάρχουν αυτά τα πρόσφατα επίγεια συστήματα ραντάρ που μένουν σε ένα σημείο.
Παίρνεις λοιπόν αυτά τα ραντάρ και τα βάζεις πάνω στον πάγο
και θάβεις μερικές μπαταρίες αυτοκινήτου.
Τα αφήνεις εκεί κάθε φορά για μήνες ή χρόνια
κι αυτά στέλνουν έναν παλμό μέσα στον πάγο ανά μερικά λεπτά ή ώρες.
Αυτό σου δίνει συνεχής παρατήρηση στον χρόνο —
αλλά σε ένα σημείο.
Αν λοιπόν συγκρίνετε αυτήν την εικόνα με τις εικόνες 2D από το αεροπλάνο,
είναι μόνο μια κάθετη γραμμή.
Κι εδώ είναι που βρισκόμαστε αυτήν τη στιγμή ως πεδίο.
Μπορούμε να επιλέξουμε μεταξύ καλής χωρικής κάλυψης
με αερομεταφερόμενο ραντάρ ήχου
και καλής χρονικής κάλυψης σε ένα σημείο με επίγειο ραντάρ ήχου.
Κανένα δεν μας δίνει όμως αυτό που θέλουμε:
και τα δύο ταυτόχρονα.
Αν πρόκειται να το κάνουμε αυτό
θα χρειαστούμε νέους τρόπους παρατήρησης του πάγου.
Και ιδανικά, θα πρέπει να είναι χαμηλού κόστους
ώστε να μπορέσουμε να πάρουμε πολλές μετρήσεις από πολλούς αισθητήρες.
Για τα υπάρχοντα συστήματα ραντάρ
το μεγαλύτερο κόστος προέρχεται από την ενέργεια που απαιτείται
για τη μετάδοση του ίδιου του σήματος.
Θα ήταν καλό αν μπορούσαμε να κάνουμε χρήση υπαρχόντων ραδιοσυστήματων
ή ραδιοσημάτων που υπάρχουν στο περιβάλλον.
Κι ευτυχώς ολόκληρο το πεδίο της ράδιο-αστρονομίας
βασίζεται στο ότι υπάρχουν φωτεινά ραδιοσήματα στον ουρανό.
Ένα ιδιαίτερα φωτεινό είναι ο ήλιος μας.
Μία από τις πιο συναρπαστικές ασχολίες της ομάδα μου
είναι ότι προσπαθεί να χρησιμοποιήσει τις ραδιοεκπομπές του ήλιου
ως τύπο ραδιοσήματος.
Εδώ είναι ένα από τα τεστ μας στο Μπιγκ Σουρ.
Αυτός ο σωλήνας PVC ζιγκουράτ είναι μια βάση κεραίας κατασκευασμένη από φοιτητές
στο εργαστήριό μου.
Η ιδέα είναι να μείνουμε έξω στο Μπιγκ Σουρ
και να δούμε το ηλιοβασίλεμα σε ραδιοσυχνότητες
και να ανιχνεύσουμε την αντανάκλαση του ήλιου στην επιφάνεια του ωκεανού.
Ξέρω τι σκέφτεστε, «Δεν υπάρχουν πάγοι στο Μπιγκ Σουρ».
(Γέλια)
Είναι αλήθεια.
(Γέλια)
Όπως φαίνεται όμως, η ανίχνευση της αντανάκλασης του ήλιου
στην επιφάνεια του ωκεανού
και η ανίχνευση της αντανάκλασης στον πάτο του πάγου
γεωφυσικά είναι εξαιρετικά παρόμοια.
Κι αν αυτό δουλέψει,
θα μπορέσουμε να εφαρμόσουμε τις ίδιες αρχές μέτρησης στην Ανταρκτική.
Και δεν είναι τόσο παράλογο όσο φαίνεται.
Η σεισμολογία έχει πραγματοποιήσει μια παρόμοια άσκηση τεχνικών ανάπυτξης
όπου ήταν σε θέση να περάσουν από την πυροδότηση δυναμίτη ως πηγή
στη χρήση σεισμικού θορύβου στο περιβάλλον.
Και τα ραντάρ άμυνας χρησιμοποιούν σήματα τηλεόρασης και ραδιοφώνου συνέχεια,
ώστε να μην χρειάζεται να μεταδόσουν κάποιο σήμα
προδίδοντας έτσι την τοποθεσία τους.
Θέλω να πω ότι αυτό ίσως δουλέψει πραγματικά.
Αν δουλέψει θα χρειαστούμε εξαιρετικά χαμηλού κόστους αισθητήρες
ώστε να αναπτύξουμε εκατοντάδες ή χιλιάδες δίκτυα στον πάγο
για να έχουμε απεικόνιση.
Εδώ είναι που τα άστρα της τεχνολογίας έχουν ευθυγραμμιστεί υπέρ μας.
Τα προηγούμενα συστήματα ραντάρ που ανέφερα
δημιουργήθηκαν από έμπειρους μηχανικούς κατά τη διάρκεια των χρόνων
σε εθνικές εγκαταστάσεις
με ακριβό εξειδικευμένο εξοπλισμό.
Όμως οι πρόσφατες εξελίξεις στους δέκτες ελεγχόμενους από λογισμικά
η ταχεία κατασκευή και κίνηση του κατασκευαστή,
καταστούν δυνατό για μια ομάδα εφήβων
που δουλεύουν στο εργαστήριό μου μερικούς μήνες
να φτιάξουν ένα πρωτότυπο ραντάρ.
Εντάξει δεν είναι έφηβοι, είναι φοιτητές του Στάνφορντ,
αλλά η ουσία είναι ίδια —
(Γέλια)
αυτές οι τεχνολογίες μας επιτρέπουν να σπάσουμε το φράγμα
μεταξύ των μηχανικών που φτιάχνουν τα όργανα και των επιστημόνων που
τα χρησιμοποιούν.
Με το να κάνουμε φοιτητές μηχανικούς να σκέφτονται σαν επιστήμονες της Γης
και φοιτητές της επιστήμης της Γης να σκέφτονται σαν μηχανικοί
δημιουργούμε τις συνθήκες για την κατασκευή προσαρμοσμένων
αισθητήρων ραντάρ
για κάθε πρόβλημα,
οι οποίοι έχουν βελτιωθεί κατάλληλα για χαμηλό κόστος και υψηλή απόδοση
γι' αυτό το πρόβλημα.
Κι αυτό θα αλλάξει ριζικά τον τρόπο που παρατηρούμε τους πάγους.
Το πρόβλημα της αύξησης της θαλάσσιας στάθμης κι ο ρόλος της κρυόσφαιρας σ' αυτό
είναι ιδιαίτερα σημαντικό
και θα επηρεάσει όλον τον κόσμο.
Όμως δεν είναι ο λόγος που δουλεύω πάνω σε αυτό.
Δουλεύω σ' αυτό για την ευκαιρία να διδάξω και να καθοδηγήσω
εξαιρετικά ευφυείς φοιτητές
διότι πιστεύω ειλικρινά ότι μια ομάδα υπερταλαντούχων
νέων ανθρώπων με εξαιρετικό κίνητρο και πάθος
μπορούν να λύσουν τα προβλήματα του κόσμου
και όσο για τις αναγκαίες παρατηρήσεις για την εκτίμηση της αύξησης της στάθμης
είναι απλά ένα από τα πολλά προβλήματα που μπορούν να λύσουν και που θα λύσουν.
Ευχαριστώ.
(Χειροκρότημα)