I primi esploratori europei del Nuovo Mondo cercarono invano una facile rotta marittima tra l’Oceano Atlantico e il Pacifico. La ricerca di un passaggio a nord-ovest attraverso l’Oceano Artico ha causato molte navi e vite, fino a quando Roald Amundsen e il suo equipaggio sono finalmente riusciti a fare un attraversamento in tutta l’acqua di questa pericolosa rotta nel 1906., Una conseguenza del recente rapido riscaldamento artico è che il passaggio a nord-ovest è ora privo di ghiaccio (o quasi) per un periodo di tempo più lungo ogni anno, e stabilire rotte marittime in questa regione non è più un sogno irrealizzabile.
L’aumento delle temperature e il calo del ghiaccio marino hanno determinato rapidi cambiamenti nell’Artico e hanno aperto un passaggio alle rotte marittime, alle navi da crociera e alle navi da ricerca., Il tasso di cambiamento nell’Artico è più veloce che in qualsiasi altra regione della Terra, e questo cambiamento probabilmente avrà profondi effetti sulla funzione e sulla struttura degli ecosistemi artici, incluso nell’Oceano Artico. Sebbene l’Oceano Artico sia diventato un obiettivo di ricerca per molti scienziati, l’Arcipelago artico canadese relativamente inaccessibile, una porzione importante del Passaggio a nord-ovest e una connessione principale tra l’Oceano Pacifico e l’Oceano Atlantico settentrionale, ha ricevuto meno attenzione.,
Negli ultimi 3 anni, ricercatori e studenti universitari dell’Università dell’Illinois a Chicago (UIC) hanno preparato e aderito al progetto Northwest Passage, una spedizione di ricerca e cultura al passaggio a nord-Ovest finanziata dalla National Science Foundation e dalla Heising-Simons Foundation. I partecipanti al progetto stanno cercando di capire come questa regione sta cambiando a causa dei cambiamenti climatici, con l’obiettivo di diffondere ulteriormente la consapevolezza sulla gravità e gli effetti globali di questi cambiamenti., Il programma cerca anche di fornire un’esperienza di ricerca completa in cui i partecipanti diventino facilitatori della scienza—indipendentemente dal campo in cui vanno, questa esperienza informerà la loro ricerca scientifica, l’insegnamento della scienza o la condivisione della scienza con le loro comunità. Qui presentiamo il programma UIC e l’esperienza educativa dal punto di vista studente partecipante.,
Salpare
La scorsa estate, 23 studenti laureati e universitari provenienti da istituzioni minoritarie in tutti gli Stati Uniti, in collaborazione con il Segretariato di ricerca polare svedese, hanno partecipato a una spedizione senza precedenti di 3 settimane come parte di questo programma. Tra questo gruppo c’erano cinque studenti UIC che sono saliti a bordo della nave di ricerca rompighiaccio svedese I/B Oden a Thule, in Groenlandia. La spedizione intendeva seguire il percorso di una precedente spedizione fallita guidata da Sir John Franklin nel 1845 (Figura 1)., Per gli studenti partecipanti, il viaggio prima, durante e dopo il nostro tempo sull’Oden è stato lungo e pieno di sorprese, prove e ricompense. Questo viaggio ci ha insegnato la resilienza e la perseveranza, e ci ha incoraggiato a rivalutare le nostre motivazioni per la nostra carriera e gli obiettivi personali.
Per il contingente UIC della spedizione, il professore di biologia Miquel A., Gonzalez-Meler e il professore di scienze della Terra e ambientali Max Berkelhammer hanno inizialmente reclutato 18 studenti universitari che si specializzano in materie scientifiche, tecnologiche, ingegneristiche e matematiche (STEM); scienze sociali; e scienze umane. La diversità negli ambienti accademici ci ha fornito una prospettiva olistica sulle esperienze di ricerca scientifica, coprendo non solo la scienza ma l’economia artica, l’antropologia e la comunicazione scientifica. Non vediamo l’ora di portare queste intuizioni nelle future reti professionali, indipendentemente dai nostri obiettivi professionali o dal percorso di carriera non accademico.,
Gli studenti UIC hanno partecipato al progetto Northwest Passage conducendo ricerche a bordo della crociera attraverso il Passaggio a nord-Ovest o completando stage di ricerca retribuiti presso UIC o altre istituzioni progettate per supportare la spedizione (ad esempio, aiutando con gli sforzi di comunicazione o progetti di ricerca affiliati)., Inoltre, tutti i partecipanti impegnati in un programma a UIC che comprendeva il lavoro corso in un ambiente di apprendimento attivo (che enfatizza le interazioni di classe e di problem solving collaborativo), ricerca indipendente, e gli stage UIC-finanziato.
Anche se questo programma del 21 ° secolo non subì le difficoltà incontrate dalla spedizione Franklin del 1845, in cui tutti i 129 membri dell’equipaggio abbandonarono la nave e la maggior parte non furono mai trovati, farlo lanciare non fu senza difficoltà., Una spedizione su un veliero a tre alberi prevista per l’estate di 2017 ha dovuto essere annullata a causa delle difficoltà nel prendere accordi con la compagnia che possedeva la nave.
Nell’estate del 2018, sei studenti UIC, tra cui tre degli autori, si sono recati a Kugaaruk, Nunavut, Canada, per un secondo tentativo di crociera di ricerca. Sfortunatamente, dopo il primo giorno di navigazione, la loro nave, l’Akademik Ioffe, si incagliò dopo aver colpito una secca in acque inesplorate. Dopo 26 ore bloccati in mare, gli studenti sono stati salvati e sono tornati sani e salvi a casa., Dopo la messa a terra, non era chiaro se il progetto sarebbe continuato, e il morale era basso. Tuttavia, abbiamo perseverato, rimanendo coinvolti in vari progetti di ricerca nei laboratori UIC.
Nonostante queste battute d’arresto, la maggior parte degli studenti del reclutamento iniziale del 2017, con alcune nuove reclute per sostituire quelli che si erano laureati, erano ancora a bordo del progetto quando gli sforzi hanno dato i loro frutti nel 2019. Finalmente, siamo salpati con successo e abbiamo potuto iniziare a lavorare sulle attività di ricerca che avevamo preparato negli ultimi 3 anni.,
Campionamento dell’aria e del mare
Gli studenti UIC a bordo della spedizione 2019 di successo avevano due obiettivi principali. In primo luogo, abbiamo voluto documentare lo scambio di gas serra tra l’oceano e l’atmosfera e valutare come il cambiamento climatico artico sta influenzando i flussi di carbonio tra questi due serbatoi., Lo abbiamo fatto raccogliendo dati sulle composizioni isotopiche dei gas serra nell’atmosfera e sulla materia organica nella colonna d’acqua. Secondo, volevamo valutare la salinità e le informazioni isotopiche dell’acqua per determinare come i processi terrestri e l’influenza degli input di acqua dolce stanno influenzando le proprietà dell’ecosistema marino.
Abbiamo condotto queste attività in collaborazione con l’Università di Rhode Island (URI), Norwegian Institute for Water Research (NIVA), e l’Università di Stoccolma., Gli scienziati di URI erano a bordo della crociera, e abbiamo in programma di condividere i nostri dati con i collaboratori di NIVA e Stoccolma che hanno fornito finanziamenti e attrezzature.
Per raggiungere i nostri obiettivi, abbiamo imparato una varietà di tecniche di campionamento, tra cui la conducibilità, temperatura e densità (CTD) rosetta di campionamento; continua in corso atmosferica di gas a effetto serra (anidride carbonica e metano) misure (prese continuamente, mentre la nave era in movimento); mar carotaggi; secchio di campionamento; e la precipitazione di campionamento.,
Stiamo valutando le composizioni elementari e isotopiche dei nostri campioni di acqua e aria per interpretare i contributi chimici provenienti dalla criosfera, dalla terra e dalle esportazioni di acqua dolce nell’Oceano Artico e le interazioni tra loro. È probabile che le nostre osservazioni forniscano una preziosa base di dati sulla fonte di carbonio, sul sink e sull’inventario con cui convalidare le misurazioni del flusso di carbonio dalle torri di monitoraggio a terra e dai dati di telerilevamento, che sono stati utilizzati per monitorare il cambiamento dell’ambiente artico.,
Il fattore umano
Abbiamo anche partecipato ad attività di sensibilizzazione e visite a siti archeologici e comunità Inuit. Gli studenti hanno visitato Beechey Island, dove si trovano le tombe di quattro membri dell’equipaggio della spedizione Franklin del 1845. Abbiamo anche studiato la storia della ricerca artica in questa regione con l’aiuto dello storico Hester Blum e del giornalista ambientale Ed Struzik, che erano anche a bordo della crociera.,
Una delle attività più impressionanti durante la spedizione è stata la nostra visita a Pond Inlet, Nunavut, dove abbiamo incontrato i membri della comunità Inuit e imparato a conoscere la loro conoscenza ancestrale degli habitat artici. Abbiamo anche incontrato studenti locali che sono membri di Ikaarvik, un programma che lavora con Arctic Youth per creare un ponte tra la ricerca scientifica e le loro comunità.
Queste interazioni con studenti di diversa provenienza hanno favorito connessioni interdisciplinari e internazionali che hanno ampliato le reti scientifiche di tutti gli studenti e migliorato la nostra ricerca scientifica attraverso l’incorporazione di conoscenze ancestrali Inuit. Queste interazioni hanno anche ispirato gli studenti del progetto Northwest Passage a perseguire la scienza che raggiunge e incorpora persone provenienti da comunità sottorappresentate in tutto il mondo colpite dai cambiamenti climatici., Due di noi sono ora studenti premed che studiano i modi in cui il cambiamento climatico influisce sulla salute umana, specialmente nei paesi remoti e in via di sviluppo.
Altre attività di sensibilizzazione includevano trasmissioni in diretta che gli studenti producevano con l’aiuto del Centro Spaziale interno. Abbiamo condiviso le nostre esperienze, dentro e fuori dalla nave, in tempo reale attraverso i post quotidiani del blog, le trasmissioni in diretta su Facebook (vedi video sotto) e le trasmissioni programmate nei musei degli Stati Uniti., Queste attività hanno permesso ai partecipanti agli studenti di mostrare le loro prospettive uniche su come appare la ricerca scientifica, aumentare l’impatto della nostra ricerca e diffondere la consapevolezza sul cambiamento dell’Artico.
Di nuovo a casa e al lavoro
Dopo essere tornati a casa dopo la spedizione di ricerca della scorsa estate, abbiamo continuato il nostro coinvolgimento con il progetto Northwest Passage presso le nostre istituzioni., Gli studenti UIC stanno attualmente lavorando con Stable Isotope Laboratory del professor Gonzalez-Meler e Atmosphere, Climate and Ecosystems Laboratory del professor Berkelhammer per analizzare i dati e vedere cosa possiamo imparare da questa regione difficile da accedere ma vitale.
Gli studenti hanno anche presentato i risultati della ricerca in incontri scientifici nazionali e conferenze, tra cui il recente Ocean Sciences Meeting 2020, cosponsored da AGU, l’Associazione per le Scienze della Limnologia e Oceanografia, e la Oceanography Society, dove gli studenti UIC hanno dato due presentazioni di poster., Per alcuni di noi, è stata la nostra prima esperienza conferenza scientifica; eravamo entusiasti di rete con altri scienziati oceanici, e abbiamo ottenuto un prezioso feedback sulle nostre presentazioni di ricerca.
Il progetto Northwest Passage ha fornito un’esperienza di apprendimento critica e ispiratrice per noi come scienziati e cittadini all’inizio della carriera fornendo un background educativo e una vasta esperienza di ricerca sul campo, e ha permesso connessioni internazionali che non avremmo fatto altrimenti., Queste esperienze arricchiranno le nostre vite mentre iniziamo una carriera in medicina e salute, scienza, istruzione e altri campi, e hanno lasciato a tutti noi un maggiore apprezzamento per la scienza e la cultura artica. Speriamo che la nostra esperienza positiva in questa spedizione ispirerà gli altri a organizzare nuovi progetti di ricerca ambiziosi che integrino ricerca, istruzione e impegno pubblico e forniscano sbocchi unici per condividere queste esperienze con la società.
