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  • 迄今为止最精确,南极冰盖下,陆地等高线地图出炉

    科学家公布了迄今为止最精确的南极洲冰盖下陆地等高线图景,并帮助确定了南极洲大陆哪些地区将更容易或更不容易受到未来气候变暖的影响。受到全球冰冻圈和环境科学界的高度期待,最新发布的南极洲地形图BedMachine和相关发现发表在了《自然地球科学》期刊上。BedMachine项目最引人注目的成果包括:发现了保护横跨北极山脉的冰的稳定脊;发现了增加西南极Thwaites和Pine Island冰川区段冰快速融化风险的河床几何结构。

    迄今为止最精确,南极冰盖下,陆地等高线地图出炉

    在冰川下发现了比之前认为更深数百米的冰床,使这些冰盖更容易退缩;以及在东南极的登曼冰川(Denman Glacier)下方是世界上最深的陆地峡谷。加州大学尔湾分校地球系统科学副教授、主要作者马修·莫里赫姆(Mathieu Morlichem)说:非洲大陆周围有很多令人惊讶的地方,特别是在以前没有用雷达绘制过详细地图的地区。归根结底,BedMachine南极洲呈现出一幅喜忧参半的图景:一些地区冰流受到其底层地面特征的相对较好的保护。

    迄今为止最精确,南极冰盖下,陆地等高线地图出炉

    而其他位于逆行床上的冰流,被显示出更容易受到潜在海洋冰盖不稳定的影响。新南极海床地形产品是使用来自19个不同研究机构的冰厚度数据构建,这些数据可以追溯到1967年,包括近100万英里的雷达探测。此外,BedMachine的创建者利用了NASA冰桥行动中冰架深度测量,以及冰流速度和地震信息。其中一些相同的数据已经用于其他地形测绘项目,当从广义上看时,会产生类似的结果。

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    使用BedMachine放大南极洲的特定区域,会发现一些基本的细节,比如冰层下的隆起和凹陷,它们可能会加速、减缓甚至阻止冰川消退。以前依靠雷达探测南极洲测绘方法总体上是有效的,但也有一些局限性。当飞机在某一地区上空直线飞行时,机翼安装的雷达系统会发出信号,穿透冰川和冰盖,并从冰层与坚固地面相遇的点反弹回来。冰川学家随后使用插值技术来填充飞行轨迹之间的区域,但事实证明,这是一种不完整的方法,特别是在冰川快速流动的情况下。

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    BedMachine依靠基于物理基本质量守恒的方法,来识别雷达探测线之间的东西,利用关于冰流运动高度详细的信息,这些信息确定了冰如何在床的不同轮廓周围移动,这项技术对研究小组得出关于登曼海槽真实深度的结论很有帮助。较旧的地图显示有一个较浅峡谷,但这是不可能的,因为缺少了一些东西,根据质量守恒,结合现有雷达探测和冰块运动数据,知道峡谷有多少冰,根据计算,峡谷低于海平面3500米,是陆地上最深的一点。

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    由于它相对狭窄,所以必须很深才能让那么多冰块到达海岸。通过将其结果建立在冰面速度以及来自雷达探测冰层厚度数据的基础上,BedMachine能够提供更准确、更高分辨率的海床地形描述。近年来,这种方法在格陵兰岛得到了成功的应用,改变了冰冻圈研究人员对冰动力学、海洋环流和冰川退缩机制的理解。由于南极洲大陆的大小和偏远,将同样的技术应用到南极洲特别具有挑战性。

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    但BedMachine将有助于减少数值模型预测海平面上升的不确定性,通过绘制离岸和浮冰下的海底深度图,未来陆地上的海床地形测绘可能会得到极大加强,这是目前正在积极研究的一个领域。在新发表的研究论文中,对快速流动的南极冰盖研究将受益于垂直于流动方向的航迹的探测,特别是在冰川的上游,沿着罗斯冰架附近的古尔德海岸,以及位于登曼冰川和兰伯特冰川之间的威廉二世海岸。

    迄今为止最精确,南极冰盖下,陆地等高线地图出炉

    博科园|研究/来自:加州大学尔湾分校

    参考期刊《自然地球科学》

    DOI: 10.1038/s41561-019-0510-8

    博科园|科学、科技、科研、科普

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