L'Oceano Antartico è fondamentale per il clima della Terra, ma le stesse raffiche di vento, grandi onde e forti correnti che sono importanti per la fisica oceanica lo rendono pericoloso per gli oceanografi.

Invece il loro lavoro viene sempre più affidato ai droni oceanici, i veicoli galleggianti autonomi che raccolgono dati dagli oceani del mondo. Con l'urgente necessità di comprendere meglio il clima per prevedere come cambierà con più gas che intrappolano il calore, gli scienziati stanno sviluppando nuovi strumenti per misurare le acque al di sotto del punto in cui i satelliti possono penetrare, e in luoghi troppo pericolosi o costosi da raggiungere regolarmente con la nave da ricerca. Stanno anche inviando quegli strumenti in missioni sempre più ambiziose.

Molti di questi nuovi strumenti sembrano pesci robotici, ma l'Università di Washington ha inviato una tavola da surf robotica per cavalcare le onde raccogliendo dati dall'Antartide al Sud America. L'aliante delle onde, un robot oceanico di lunga durata progettato per operare in condizioni tempestose e alte latitudini, può stare in mare per mesi pattugliando la pesca illegale, ascolto di eventi sismici, raccolta di dati meteorologici o oceanici e monitoraggio dell'ambiente. Lo scorso dicembre, I ricercatori dell'UW lo hanno inviato in un primo tentativo in assoluto di attraversare le acque terribilmente turbolente di Drake Passage.

Le correnti che circondano l'Antartide, che rappresentano una sfida per i marinai, mescolano anche una significativa energia termica proveniente da tutti gli oceani del mondo. La maggior parte di quel mix avviene nelle prime poche centinaia di piedi, dove i venti e le onde fondamentalmente mettono lo strato superficiale su un ciclo di rotazione.

"L'Oceano Meridionale, e il Passaggio di Drake in particolare, sono posizioni chiave che sono storicamente sottocampionate, " ha detto il primo autore Jim Thomson, un oceanografo presso il Laboratorio di Fisica Applicata dell'UW. "L'utilizzo di una piattaforma autonoma ci ha permesso di avere persistenza nella regione, oltre a tracciare o mirare i fronti e le pendenze che rendono il luogo così interessante."

Il recente articolo in Oceanografia racconta l'uso del pilota del Wave Glider per attraversare il Drake Passage, un canale di circa 500 miglia al largo della punta del Sud America.

Gli oceanografi dell'UW hanno utilizzato un Wave Glider commerciale realizzato da Liquid Robotics, una sussidiaria californiana della Boeing Co., navigare lungo la superficie dell'acqua raccogliendo osservazioni. I ricercatori hanno aggiunto sensori extra per la temperatura, salinità, pressione dell'aria, umidità e vento al modello commerciale.

Dopo un test eseguito nell'estate 2016 al largo della costa di Washington, lo strumento è stato schierato al largo della penisola antartica a dicembre. Trascorse circa tre mesi zigzagando attraverso il leggendario Passaggio di Drake, mentre i ricercatori occasionalmente hanno pilotato lo strumento a distanza dalla riva.

Come hanno scritto gli autori dello studio, è qui che la forte corrente antartica diventa "un pasticcio di vortici vorticosi" e si snoda intorno al suo percorso centrale. "Lo schema a zig-zag nel mezzo del Passaggio di Drake è stato progettato per rilevare i forti fronti e i meandri della Corrente Circumpolare Antartica comune a quella regione, " ha scritto Thomson e il coautore James Girton, anche con il Laboratorio di Fisica Applicata dell'UW.

Un Wave Glider sfrutta l'energia delle onde, utilizzando la forma del movimento dell'acqua sotto la superficie per guidare il veicolo in avanti con una potenza minima. Con l'energia delle onde per il movimento e i pannelli solari che caricano le batterie per alimentare i suoi sensori, la scheda può funzionare per mesi senza manutenzione. Comunque, il sole di fine estate così a sud non ha fornito abbastanza energia per ricaricare le batterie in ritardo nella spedizione, e una nave da ricerca ha recuperato lo strumento e i suoi dati vicino all'Argentina alla fine di marzo. Anche se il consiglio non ha raggiunto il Sud America, il vero obiettivo erano i dati raccolti.

"La missione appena completata sarebbe costata molti milioni di dollari per essere completata con una nave, " Ha detto Thomson. "Un approccio autonomo ci ha permesso di raccogliere dati che non sono mai stati e non sarebbero mai stati raccolti in questa regione remota".

Gli autori stanno ancora elaborando le osservazioni raccolte durante il viaggio, finanziato dalla National Science Foundation, comprendere la miscelazione su diverse scale spaziali. Sperano che i finanziamenti futuri consentiranno un'altra possibilità di raccogliere più dati e di trasformare questo programma in un regolare monitoraggio annuale del Passaggio di Drake.

"Non si tratta solo di averlo fatto con successo una volta, si tratta di imparare a fare questa routine. Lo facciamo, e cambiamo il gioco sulla raccolta dei dati in questa importante regione", ha detto Thomson.