Mapeando as Colunas Ikaita do Fiorde Ikka, SW da Groenlândia

Imagem: Cortesia Norbit

A pesquisa do fiorde de Ikka foi realizada entre 20 e 21 de junho de 2019, com o primeiro dia dedicado parcialmente ao treinamento e familiarização do timoneiro com os requisitos de pesquisa e reconhecimento para identificar perigos à navegação no fiorde causados pelas colunas e escolhos rochosos, bem como alguma aquisição. O segundo dia foi gasto inteiramente na aquisição, seguida pela desmobilização do spread de 'Siku'. Imagem: Cortesia Norbit

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O fiorde de Ikka, no sudoeste da Groenlândia, é o único lugar conhecido no mundo onde o raro mineral de carbonato 'Ikaite' (em homenagem ao fiorde) é encontrado na forma de grandes estruturas de colunas, em oposição à sua forma usual de pequenos cristais. Nos últimos 25 anos, houve um intenso esforço científico para tentar entender por que o mineral se forma aqui e de forma tão dramática.

Ikaite é encontrado em áreas fora do Fiorde, geralmente em sedimentos onde existe um inibidor de calcita identificado facilitando a formação de Ikaite, o que significa que sua presença pode ser explicada. Sem um inibidor de calcita comum, não formaria ikaite.

Nos últimos anos, o ikaite foi encontrado se formando no gelo marinho do Ártico e da Antártica. Este é um desenvolvimento especialmente interessante, pois não há inibidores de calcita conhecidos em ambientes marinhos abertos onde o gelo marinho pode se formar, sugerindo que existem outros métodos de formação de Ikaite. Se pudermos entender os fatores-chave para a precipitação de ikaite, usando Ikka Fjord e suas estruturas de colunas como um estudo de caso, então talvez a formação de ikaite possa ser industrializada e usada para a remoção de carbono da atmosfera e sequestro em ikaite na água do mar? A atividade microbiana dentro das colunas é atualmente o principal alvo de investigação para ver se as enzimas que elas produzem catalisam a precipitação de ikaíta.

As colunas no Ikka Fjord foram mapeadas pela primeira vez em 1996 usando ecobatímetro de feixe único de primeira geração, sonar de varredura lateral e equipamento de perfilamento sub-fundo.

Imagem cedida por Norbit Os resultados revelaram a extensão dos depósitos, mas com baixa precisão, tornando esses mapas inadequados como auxílio aos esforços de pesquisa. O que era necessário era um levantamento multifeixe de alta resolução do Ikka Fjord para fornecer mapas batimétricos utilizáveis.

O NORBIT iWBMSh foi identificado como a ferramenta ideal para a tarefa, sendo altamente compacto, bem como um sistema de levantamento multifeixe de resolução ultra-alta altamente especificado e pronto para uso.

Imagem cedida por Norbit O sistema iWBMSh enviado para a Universidade da Islândia para o projeto incluía: a cabeça do sonar com INS integrado; uma pequena caixa de interface na parte superior; duas antenas e cabos GNSS; todos os quais estavam contidos em um Peli Case roll-along de tamanho médio. Além de um NORBIT Travel Mount e uma sonda NORBIT SVP embaladas separadamente.

O equipamento multifeixe foi levado como bagagem despachada com a equipe científica de Reykjavik, Islândia para o aeroporto de Narsarsuaq, S, Groenlândia. À chegada, a equipa e a bagagem foram transportadas para o 'Siku', um barco Targa 25.1, alugado para a transferência para o Ikka Fjord, bem como para a plataforma de levantamento multifeixe.

Imagem cedida por Norbit O iWBMSh foi mobilizado no Targa 25.1 ao lado do cais da base da Marinha Real Dinamarquesa em Grønnedal. A cabeça iWBMSh e as antenas GNSS foram montadas em postes logo atrás da sela da casa do leme, presas sobre as amuradas e presas às grades. O NORBIT SIU, o computador de aquisição e o monitor do timoneiro foram montados na mesa de cartas à esquerda da estação do timoneiro na casa do leme e todo o sistema foi desligado das tomadas domésticas pela alimentação do inversor do próprio barco.

A pesquisa do fiorde de Ikka foi realizada entre 20 e 21 de junho de 2019, com o primeiro dia dedicado parcialmente ao treinamento e familiarização do timoneiro com os requisitos de pesquisa e reconhecimento para identificar perigos à navegação no fiorde causados pelas colunas e escolhos rochosos, bem como alguma aquisição. O segundo dia foi gasto inteiramente na aquisição, seguida pela desmobilização do spread de 'Siku'.

O sistema foi configurado para adquirir uma faixa de 150° de largura (confortavelmente dentro dos limites de faixa de ângulos de faixa angular de 5°-210° dos instrumentos) de dados de alta resolução com os portões de 'profundidade' de aquisição definidos para profundidade de água de 2-40m. Neste modo, o sistema normalmente alcança larguras de faixa brutas (ignorando os feixes mais externos) de +/-20-30m em águas rasas (8-10m) e +/-40-50m em águas profundas (15-20m).
Imagem: Cortesia Norbit Os mergulhos SVP foram adquiridos periodicamente nas áreas interna e externa do fiorde usando uma sonda NORBIT Base X2 SVP com o software de registro SeaCast versão 4.4.0.

Imagem: Cortesia Norbit

Onde a cobertura total da faixa era possível, a densidade de ping era tipicamente 16x16 pings (256 sondagens) por m2 ao longo e ao longo da pista no nadir, reduzindo para 4x4 pings (16 sondagens) por m2 nas bordas da faixa utilizável. Os exemplos a seguir mostram uma seção de sondagens limpas do fiorde interno 'jardim da coluna' exibida como uma nuvem de pontos:

Imagens: Cortesia Norbit

Os dados adquiridos durante os dois dias de pesquisa foram processados usando o software Teledyne PDS e exportados em grades de 0,2 m - 1,0 m para fins de mapeamento e apresentação.

Um gráfico de todo o conjunto de dados da pesquisa em grade em 1,0 m dos dados em grade é mostrado à direita.

Contornos batimétricos são plotados contra um ortomosaico de fotografia aérea construído a partir de imagens de drones e uma escala de profundidade de cor batimétrica DTM de 0,5m derivada do MBES à direita da imagem do mapa. Os contornos batimétricos foram derivados de um DTM de 0,5m do Ikka Fjord. Nota: as profundidades ainda não foram auditadas hidrograficamente e não devem ser utilizadas para navegação.

Visão 3D das Colunas de Ikka conforme representadas no conjunto de dados de nuvem de pontos MBES olhando para o sudoeste a partir da extremidade nordeste do Fiorde de Ikka

Representações 3D do conjunto de dados em grade de 1,0 m da área interna do fiorde 'Ikka Column Garden' e a mesma inserção com dados de nuvem de pontos adquiridos por drones dos flancos do fiorde são mostrados abaixo.

Os dados adquiridos no verão eram bons o suficiente para uso imediato no campo e ajudaram a guiar uma equipe de mergulhadores da Marinha Real Dinamarquesa a locais específicos para amostragem. Desde a pesquisa, os dados adquiridos passaram por um nível básico de processamento para produzir os resultados exibidos. No entanto, o processamento adicional está em andamento, incluindo a melhoria da precisão posicional com a aplicação de correções Applanix POSPac PP-RTX.

Mais pesquisas estão planejadas para os próximos anos para monitorar os depósitos na localidade motivadas pelo fato de que as recentes mudanças nas correntes ao redor do sul da Groenlândia, atribuídas ao aquecimento global, estão trazendo água mais quente para o fiorde. Como a formação ikaite é sensível à temperatura, as mudanças na temperatura da água representam uma ameaça para a saúde futura, condição e estabilidade a longo prazo deste local espetacular, mas agora vulnerável, que pode ser a chave para uma ferramenta poderosa na luta contra o aquecimento global. !

Houve um grande número de publicações produzidas pelo 'Projeto Ikka', como nos referimos a nós mesmos, ao longo dos anos. As referências recentes mais significativas que direcionariam os interessados em outros artigos seriam:

Stockmann, GJ, E. Ranta, E. Trampe, E. Sturkell & P. Seaman, 2018. Armazenamento mineral de carbono na água do mar: colunas Ikaite (CaCO3·6H2O) na Groenlândia. Energy Procedia 146, 59-67, doi:10.1016/j.egypro.2018.07.009.

Tollefsen E., G. Stockmann, A. Skelton, L. Lundqvist & E. Sturkell, 2019. Alteração secundária do complexo ígneo Grønnedal-Ika e a gênese da ikaita, CaCO3·6H2O, SW da Groenlândia. Geologia Química 510, 18-30.

Reconhecimentos:
Mapeando as colunas Ikaite do Ikka Fjord, SW Greenland
Gostaríamos de reconhecer e agradecer ao Bolin Center for Climate Research na Suécia, 'Aase og Jørgen Munters Fond' e 'Aage V. Jensens Fond' na Dinamarca, Eggertsjóður e o Fundo de Pesquisa da Universidade da Islândia por seu apoio financeiro ao projeto Ikka em 2019. Além disso, gostaríamos de agradecer ao Comando Conjunto do Ártico por seu excelente apoio logístico e de mergulho, bem como ao Blue Ice Explorer de Narsarsuaq na Groenlândia, que forneceu os barcos e coxes qualificados necessários para acessar e trabalhar no fiorde de Ikka. Por fim, gostaríamos de agradecer à NORBIT e à Teledyne Technologies pelo interesse em nosso projeto e pelo suporte fornecido para facilitar a inestimável pesquisa do MBES descrita aqui.