Ben bir radyo buzulbilimciyim.
Yani buzulları ve buz tabakalarını incelemek için radar kullanıyorum.
Şimdiki birçok buzulbilimci gibi
buzulların gelecekte deniz seviyesinin yükselmesine ne kadar
katkıda bulunacağını tahmin etme problemi üzerinde çalışıyorum.
Bugün sizlerle deniz seviyesinin artması konusunda
net rakamlara ulaşmanın neden çok zor olduğu ve neden
radar teknolojisi ve yer bilimi eğitimi hakkında düşünme şeklimizi değiştirerek
bu konuda daha iyi olabileceğimize inandığım
hakkında konuşmak istiyorum.
Çoğu bilimci deniz seviyesi yükselmesinden bahsederken
şöyle bir senaryo gösteriyorlar.
Bu buz tabakası ve iklim modelleri kullanılarak üretildi.
Sağda, gelecek 100 yıl için modeller tarafından tahmin edilen
deniz seviyesi menzilini görebilirsiniz.
Bu, bağlama göre mevcut deniz seviyesi
ve bu da 4 milyondan fazla insanın yerinden olmaya karşı
savunmasız kaldığı deniz deviyesi.
Yani planlama açısından
bu senaryodaki belirsizlik zaten büyük.
Ama bunun ötesinde, senaryo " ... Batı Antartika Buz Tabakası çökmezse."
yıldızı ve uyarısıyla geliyor.
Böyle bir durumda çarpıcı ölçüde yüksek sayılardan konuşuyor oluruz.
Abartısız grafikten taşardı.
Bu ihtimali ciddiye almamız gerekmesinin sebebi
dünyanın jeolojik tarihinden
bazı dönemlerde deniz seviyesinin
bugün olduğundan daha hızlı yükseldiğini biliyoruz.
Şimdiyse bunun gelecekte olma ihtimalini
görmezden gelemeyiz.
Öyleyse neden kendimizden emin bir şekilde
kıta boyutlarındaki bir buz tabakasının önemli bir kısmının
çöküp çökmeyeceğini söyleyemiyoruz?
Bunu yapmak için, öyle bir çöküntüye dahil olabilecek
her türlü süreç, koşul ve fiziği içeren
modellere ihtiyacımız var.
Ve bunu bilmesi zor.
Çünkü bu süreç ve koşullar
kilometrelerce buzun altında gerçekleşiyor
ve bu görüntüyü üretenki gibi uydular
onları gözlemlemeye kör.
Aslında, Mars yüzeyi gözlemlerimiz
Antartik buz tabakasının altında olanlardan çok daha kapsamlı.
Bu gözlemlere uzay ve zaman açısında devasa bir ölçüde
ihtiyacımız olduğundan dolayı daha da çetrefillidir.
Kapladığı alan açısından bu bir kıta.
Kuzey Amerika, Rocky Dağları, Everglades
ve Büyük Göller bölgelerinin farklı olması gibi Antartika'nın yeraltı da
oldukça farklı.
Şimdi buz tabakalarının sadece binyıllar
ya da yüzyıllar zaman zarfında gelişmediğini aynı zamanda
yıllar ve günler zarfında geliştiğini de biliyoruz.
Yani istediğimiz şey,
kıta boyutundaki buzun kilometrelerce altını gözlemlemek
ve bunu sürekli yapmak.
Peki bunu nasıl yaparız?
Tam olarak yer altını görmüyor değiliz.
Başta bir radyo buzulbilimci olduğumu söylemiştim
ve bunun bir şey ifade etmesinin sebebi
buz tabakalarının içini görmek için
buz-tesirli hava radarının ana aracımız olması.
Yani ekibimin kullandığı bilginin çoğu 2. Dünya Savaşı-era DC-3 gibi
uçaklar tarafından toplanıyor.
Bu gerçekten de Ardenler Taarruzunda kullanıldı.
Kanadın altındaki antenleri görebilirsiniz.
Buzun altına radar sinyalleri iletmek için kullanılıyorlar.
Ve geri gelen yankılar buzun içinde ve altında
neler olduğuna dair bilgi bulunduruyor.
Bu olurken
bilim insanları ve mühendisler
aralıksız 8 saat uçakta
radarın çalıştığından emin oluyorlar.
Ve bence bu tarz saha işleriyle ilgili
bir yanlış anlaşılma var.
İnsanlar, bilim insanlarının camdan bakıp
manzara, jeolojik içerik ve buz tabakalarının kaderi hakkında
düşünüp taşındığını zannediyor.
Uçuşlardan birinde BBC'nin "Kutuplar Atlası" belgesel ekibinden biri vardı.
Ve saatlerce bizim kapı tokmağına dönüşmemizi kaydetti.
(Gülüşmeler)
Seriyi seneler sonra eşimle birlikte izlerken
buna benzer bir sahne çıktı ve ne kadar güzel olduğunu söyledim.
Eşim "Sen o uçuşta değil miydin?" dedi.
(Gülüşmeler)
Dedim ki " Evet ama monitöre bakıyordum."
(Gülüşmeler)
Yani bu tarz saha işlerini düşünürken
aklınıza böyle görüntüler gelmesin.
Böyle görüntüler gelsin.
(Gülüşmeler)
Bu bir radargram yani buz tabakasının dikey profili
bir kek dilimini andırıyor.
Üstteki parlak katman buz tabakasının yüzeyi
aşağıdaki parlak katmansa kıtanın ana kayası
aralarındaki 3 tane yüzüğe benzeyen katmanlarsa
buz tabakasının tarihiyle ilgili bilgiyi barındıran kısım.
Bunun bu kadar iyi çalışması muhteşem.
Yolların altyapısını inceleyen ve kara mayınlarını tespit için
kullanılan zemin-tesirli radarlar
toprağın birkaç metresini geçmekte zorlanıyor.
Bizse buzun 3 km içine bakıyoruz.
Bunun karmaşık, ilginç ve elektromanyetik sebepleri var
ama şimdilik buz radar için mükemmel bir hedef
ve radar da buz tabakalarını incelemek için mükemmel araç diyelim.
Bunlar Antartika üzerindeki
çoğu modern hava sondaj radarından
toplanılan uçuş hattı grafikleri.
Bunlar çeşitli ülkelerden ekiplerin ve uluslararası işbirliğinin
onyıllar boyunca süren destansı çabalarının sonucu.
Bunları birleştirdiğinizdeyse şöyle bir görüntü elde ediyorsunuz,
eğer üzerinde hiç buz olmasaydı
Antartika kıtası böyle gözükecekti.
Bu tarz bir görüntüde kıtanın farklılığnı gerçekten görebilirsiniz.
Kırmızılar volkanlar ve dağlar,
mavi kısımlar ise eğer buz tabakası kaldırılsaydı
açıkdeniz olurdu.
Bu devasa bir uzay ölçeği.
Ancak bir tane yeraltı anlık görüntüsünü üretmek
onyıllar sürdü.
Bu bize buz tabakasının zamanla nasıl değiştiğine dair hiçbir ipucu vermiyor.
Şimdi bunun üzerinde çalışıyoruz
çünkü Antartika'nın ilk radar gözlemleri 35 mm lik optik film
kullanılarak toplanılmış.
Cambridge Üniversitesindeki
Scott Polar Araştırma Enstitüsü müzesinin arşivinde
bu filmin binlerce makarası var.
Geçen yaz, Hollywood filmlerini dijitalleştiren ve düzenleyen
son teknoloji bir film okuyucu aldım
ve iki sanat tarihçisiyle birlikte
İngiltere'ye gidip eldivenlerimizi giyip
o filmlerin hepsini dijitalleştirdik ve arşivledik.
Bu, ekibimin inceleme ve buz tabakalarını
güncel haliyle karşılaştırma işlemi üzerinde çalıştığı
2 milyon yüksek çözünürlüklü görüntü üretti.
Aslında o okuyucuyu Sinema Sanatları ve Bilimleri Akademisinde
bir arşivciden aldım.
Akademiye teşekkür ediyorum
(Gülüşmeler)
bunu mümkün kıldıkları için.
(Gülüşmeler)
Buz tabakasının altında 50 yıl önce ne olduğuna
bakabilmemiz muhteşem olsa da
bu sadece anlık bir görüntü.
Önemli olduğunu bildiğimiz
yıllık ya da mevsimlik süreçteki değişimi
gözlemlememizi sağlamıyor.
Bununla ilgili gelişmeler de var.
Sabit bir noktada duran zemin tabanlı yeni radar sistemleri var.
Onları alıp buz tabakasının üstüne koyuyorsun
ve araba aküsü zulasını gömüyorsun.
Tek seferde aylarca ya da yıllarca orada bırakıyorsun,
onlar da buz tabakalarının altına dakikada ya da saatte bir
sinyal gönderiyor.
Bu da size zamanla devamlı bir gözlem sunuyor
ama sadece bir noktada.
Eğer bu görüntülemeyi uçaktan sağlanan 2D resimlerle kıyaslarsan,
bu sadece dikey bir çizgi.
Şuan alanda bulunduğumuz durum aşağı yukarı bu.
Hava radarı sondajıyla iyi bir uzamsal kapsama
ya da zemin-temelli sondajla tek bir noktada iyi bir zamansal kapsama
arasında seçim yapabiliriz.
İkisi de ayrı ayrı ya da birlikte,
istediğimizi tam olarak vermiyor.
Eğer bunu yapacaksak, buz tabakalarını incelemek için
tamamen farklı yollara ihtiyacımız olacak.
İdeal olarak bunlar son derece düşük maliyetli olmalı
böylece çokça sensörden çokça ölçüm alabiliriz.
Mevcut radar sistemlerine gelirsek,
en yüksek maliyetli şey radar sinyalini
dönüştürmek için gereken güç.
Eğer çevredeki mevcut radyo sistemlerini
ya da radyo sinyallerini kullanabilseydik harika olurdu.
Neyse ki, bütün radyo astronomi alanı
gökyüzünde parlak radyo sinyalleri olduğu bilgisine dayanıyor.
Ve oldukça parlak olan bir tanesi güneşimiz.
Güneşteki radyo ışımalarını bir tür radyo sinyalli olarak kullanmak,
takımımın şuan yapmaya çalıştığı en heyecan verici şeylerden biri.
Big Sur'deki alan deneylerimizden biri bu.
Bu PVC boru ziguratı, öğrencilerin labora- tuvarımda yaptığı bir anten ayaklığı.
Düşünce, Big Sur'de dışarda kalıp
gün batımını radyo frekanslarıyla izleyip
okyanus yüzeyindeki güneş yansımalarının tespit etmek.
Şimdi ne düşündüğünüzü biliyorum " Big Sur'de buzul yok."
(Gülüşmeler)
Bu doğru.
(Gülüşmeler)
Fakat güneşin okyanus yüzeyindeki
yansımalarını tespit etmenin
ve buz tabakasının dibindeki yansımalarını tespit etmenin
jeofiziksel olarak oldukça benzer olduğu ortaya çıktı.
Eğer bu işe yararsa,
aynı ölçüm ilkesini Antarktika'da uygulayabilmeliyiz.
Göründüğü kadar inanılmaz değil.
Sismik sanayi de benzer bir teknoloji-geliştirme uygulamasından geçti,
kaynak olarak dinamiti patlatmadan
çevredeki sismik ortam sesini kullanmaya ilerleyebildiler.
Savunma radarları, radar sinyali yayıp konumlarını belli etmemek için
TV sinyallerini ve radyo sinyallerini
sürekli kullanıyorlar.
Demek istediğim bu gerçekten işe yarayabilir.
Yararsa, oldukça düşük maliyetli sensörlere ihtiyacımız olacak,
bu şekilde görüntülemeyi yapması için buz tabakasının üzerine
yüzlerce ya da binlerce sensör ağı dağıtabiliriz.
Tekno yıldızların bize yardım etmek için sıralandıkları nokta burası.
Bahsettiğim önceki radar sistemleri
yıllar boyunca deneyimli mühendisler tarafından
ulusal tesislerde
pahalı özel ekipmanlarla geliştirildi.
Ama yazılım tanımlı radyolardaki güncel gelişmeler,
hızlı üretim ve üretici hareketi,
bir grup gencin birkaç ayda laboratuvarımda
prototip bir radar yapmalarını
mümkün kıldı.
Tamam belki sıradan gençler değil Stanford öğrencileri
ama önemli değil --
(Gülüşmeler)
Kolaylaştırıcı teknolojiler, araçlar üreten mühendislerle
bunları kullanan bilim insanları arasındaki engeli kaldırmamızı sağlıyor.
Laboratuvarım, mühendislik öğrencilerine yer bilimci gibi
ve yer bilim öğrencilerine mühendis gibi düşünmeyi öğreterek
her probleme özel ve o probleme uyarlanmış
düşük maliyetli ve yüksek performanslı
radar sensörleri yapabilmeleri için
gerekli ortamı sağlıyor.
Bu, buz tabakalarını gözlemleme yöntemlerimizi tamamen değiştirecek.
Bakın, deniz seviyesi problemi ve kriyosferin bundaki rolü
son derece önemli
ve tüm dünyayı etkileyecek.
Ama bunun üzerinde çalışma sebebim bu değil.
Son derece zeki öğrencilere öğretme ve danışmanlık yapma
fırsatı için çalışıyorum.
Çünkü aşırı yetenekli, azimli ve tutkulu
genç insanların dünyanın karşılaştığı sorunların çocuğunu
çözebileceğine gönülden inanıyorum.
Deniz seviyesinin artışını tahmin etmek için gerekli gözlemlerin sağlanması
çözebilecekleri ve çözecekleri çoğu problemden sadece biri.
Teşekkürler.
(Alkışlar)