Polarwissenschaft

Vermessung der Antarktis

27.11.2018

In einer oft als eine der extremsten Umgebungen der Erde bezeichneten Umgebung erschwerten raue Bedingungen nicht nur den Wissenschaftlern, sondern auch ihren Instrumenten die Arbeit.



vonHeather Bennett, Forschungspraktikantin

An der Wende zum 20. Jahrhundert befand sich die Welt mitten im sogenannten „Heroischen Zeitalter der antarktischen Erforschung“. Zwischen 1897 und 1922 wurden siebzehn Reisen von zehn verschiedenen Ländern auf der globalen Suche nach der Entdeckung der Antarktis gestartet. Einer der berühmtesten dieser heldenhaften Entdecker war Kapitän Robert Falcon Scott von der Royal Navy, der die Entdeckung Expedition von 1901 und die Neues Land Expedition von 1910.

Kapitän Robert Falcon Scott

Über die Antarktis war zu dieser Zeit nur sehr wenig bekannt, daher umfassten die wissenschaftlichen Ziele dieser Reisen Meteorologie, Geologie, Geographie, Biologie, Ozeanographie und magnetische Vermessung. Wissenschaftler auf der ganzen Welt waren der Meinung, dass das Verständnis der Antarktis zu Fortschritten im Verständnis des Rests der Welt führen würde, insbesondere des Magnetismus der Erde und der globalen Wettermuster. Es gab auch das Versprechen, König und Land zu Ruhm zu bringen, indem man als erster eine Entdeckung macht.

Wie wir heute wissen, ist die Antarktis ein Land der Extreme; Mit einer mittleren Jahrestemperatur von -57 °C und plötzlichen, drastischen Wetteränderungen, einschließlich Schneestürmen und stürmischen Winden, waren die Bedingungen für diese Untersuchungen weit von dem entfernt, was europäische Wissenschaftler und Entdecker gewohnt waren. Das Leben und Arbeiten in einer solchen Umgebung war anstrengend, aber die harten Bedingungen verursachten auch Probleme für die Instrumente und Geräte, die im Allgemeinen in toleranteren Klimazonen entwickelt und getestet worden waren.

bemannte Missionen zum Mond

Die Terra Nova

Eisige Temperaturen

Temperaturbedingungen und -änderungen können wissenschaftliche Instrumente erheblich beeinträchtigen und somit die Messwerte und Ergebnisse ernsthaft verändern. Lieutenant Charles Royds, Meteorologe am Entdeckung , dokumentierte in seinem Artikel „Meteorological Observations in the Antarctic Regions“ einige der kältebedingten Probleme, insbesondere bei ihren Thermometern ( Vierteljährliches Journal der Royal Meteorological Society , 31, 1905). Typische Thermometer zur Messung der Lufttemperatur sind nicht dafür ausgelegt, in so niedrigen Temperaturbereichen zu funktionieren. Royds bemerkt, dass das Quecksilber in den Thermometern manchmal einfror, „die längste Zeit dauerte 56 Stunden, während dieser Zeit blieb das Quecksilber in der Glühbirne“, was Ablesungen unmöglich machte. Die zur Messung der Sonnenstrahlung verwendeten Thermometer waren ebenfalls schlecht geeignet, und Royds 'bedauerte sehr, dass diese Instrumente nicht auf -40° oder darunter, anstatt nur auf +10° [F, -12°C]' graduiert wurden. was sie im Winter effektiv nutzlos machte, wenn die Temperaturen auf -80 ° C (-112 ° F) fallen können. Nass- und Trockenthermometer basieren auf der Verdunstung von Wasser aus einer Musselinhülle, um die Luftfeuchtigkeit zu berechnen, aber das nasse Musselin friert ein, verhindert die Verdunstung und isoliert die Glühbirne darin. Die Ergebnisse des ersten Reisejahres waren nutzlos. Im zweiten Jahr gelang es Royds, einige zufriedenstellende Ergebnisse zu erzielen, indem er „jeden Montagmorgen den Musselin so verlagerte, dass keine Eisansammlung stattfinden konnte“. Feucht- und Trockenthermometer wurden nicht mitgenommen Neues Land Expedition überhaupt, da sie in der Kälte als zu unzuverlässig galten.

Charles 'Silas' Wright, ein kanadischer Physiker über die Neues Land , machte sich detaillierte Notizen über die Probleme, mit denen Scotts zweite Expedition konfrontiert war. Ein häufiges Problem war das Festfressen von Instrumenten durch die Kälte. Zeitmessungen waren für so viele Forschungsbereiche unerlässlich, aber Wright merkt an, dass das Innenleben von Chronometern und Uhren oft langsamer wurde oder vollständig einfror.

Viele Instrumente verfügen über spezielle Funktionen und Anpassungen für den Einsatz bei niedrigen Temperaturen. Handgehaltene Metallinstrumente wie Kompasse und Teleskope wurden oft in Leder eingehüllt, um zu verhindern, dass die Haut des Benutzers am Metall klebte. Aus dem gleichen Grund waren auch alle metallischen Einstellknöpfe an Instrumenten wie Theodoliten mit Leder überzogen. Beispiele für so adaptierte Instrumente sind in der Polarwelten-Galerie zu sehen.

Diese drei Gegenstände, die in der Polarwelten-Galerie ausgestellt sind, wurden für die Verwendung in der Antarktis angepasst.

Der Schlittenkompass aus dem D gehen übery ist für den Handheld-Einsatz mit Leder ummantelt, und der Deckel hat einen Schlitz, der im geschlossenen Zustand die Kompasskarte freigibt. Dies soll es dem Benutzer wahrscheinlich ermöglichen, die Fahrtrichtung festzustellen, ohne die Handschuhe zum Öffnen des Deckels auszuziehen.

Schlittenkompass vom Discovery

Der Theodolit aus dem Neues Land hat an allen Einstellknöpfen Sämischleder für den Einsatz bei Kälte.

Ein Theodolit aus der Terra Nova

Erde zum Mond Abstand

Das Signalteleskop hat Lederbezüge an den Tuben und Linsen. Diese Abdeckungen hätten das Instrument auch vor den Elementen geschützt.

Ein Signalteleskop

Extremes Wetter

Abgesehen von den eisigen Temperaturen können die Wetterbedingungen in der Antarktis schlimm sein. Blizzards bestehen aus stürmischen Winden und Schneetreiben, bei denen die Sicht auf weniger als 100 m reduziert ist und tagelang andauern kann. Royds erzählt von Schwierigkeiten bei der Messung von Luftfeuchtigkeit und Lufttemperatur mit einem Absauggerät während eines Schneesturms:

Die Graduierungen waren winzig, und die Augen füllten sich mit Verwehungen oder Tränen vom Schneetreiben oder schneidendem Wind, es war sehr schwer zu lesen.

Die Messung von Windgeschwindigkeit und Luftfeuchtigkeit erforderte offene Teile des Instruments, um Messungen durchzuführen, und diese Öffnungen waren oft mit Schnee verstopft, so dass der Beobachter sie vor jedem Gebrauch reinigen musste.

Die Entdeckung 's Wissenschaftsteam scheint Wetterprobleme bis zu einem gewissen Grad vorhergesehen zu haben, da viele der Instrumente sich selbst aufzeichnen. Dies bedeutete, dass sie ihre Messwerte automatisch direkt auf Papier aufzeichneten, um Fehler und Hindernisse im Zusammenhang mit der manuellen Bedienung und der Augenmessung zu reduzieren. Dies erwies sich jedoch als erfolglos, wie Royds schreibt, dass

Alle selbstaufzeichnenden Instrumente leiden sehr darunter, da die Drift in die Schachteln gelangt und sie vollständig erstickt, die Tinte im Stift austrocknet, die Tinte auf dem Papier verschmiert und sich rund und über den Arbeitsteilen bildet und ihre Arbeit vollständig einstellt

Wright erinnert sich an ähnliche Probleme bei der Arbeit unter extremen Wetterbedingungen. Manchmal wehten starke Winde „so stark, dass das Auge oft gegen das Okular klemmte“ optischer Instrumente, und bei Innenmessungen konnte die ganze Hütte wackeln. Selbst nachdem ein Schneesturm vorüber war, wurden die Beobachtungen beeinträchtigt, da die Temperaturänderungen Eiskristalle auf Linsen und Spiegeln ablagerten. Stürme setzten auch „Salzspray“ auf die „schlecht isolierte“ Verkabelung von Selbstaufnahmegeräten ab, und die Wartung dieser Instrumente im Winter war harte Arbeit.

Scott, Shackleton & Wilson von der Entdeckung

Erfahren Sie mehr über die Polarregionen, einschließlich Expeditionen, indigene Gemeinschaften, wissenschaftliche Entdeckungen und die arktische und antarktische Tierwelt in der Polarwelten-Galerie

Weiterlesen:

C. S. Wright, Silas: Die antarktischen Tagebücher und Memoiren von Charles S. Wright (Ohio State University Press, 1993)