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校正南极海冰的厚度

  • 发布时间:2014-12-09 07:31:51  来源:科技日报  作者:佚名  责任编辑:罗伯特

  本报记者 房琳琳 综合外电

  围绕南极开展的机器人科学探险发现,在很多地方冰层厚度比此前测量的厚很多。此次探测到的最厚冰层竟达16米。

  《科学美国人》与《自然》两家杂志于近日联合发布了这一数据。

  考察很危险,但很值得

  此前的测量受限于科考船的破冰前行,到达考察区域后丢下一队人马开始钻孔,让卷尺插进去测量。这个技术产生的数据仅限于直接观察所得。

  马萨诸塞州伍兹霍尔海洋研究所的冰层研究员泰德·马克西姆和来自塔斯马尼亚岛霍巴特大学的盖·威廉姆、来自英国剑桥大学南极调查所的杰瑞米·威尔金森一起,使用了一种名为“自动式水下航行器”(AUV)的机器人,在靠近海岸线的三个区域的冰层之下展开巡航,直接在更广大的范围内开展厚度测量。

  在冰下操作AUV机器人是个冒险的事儿。2005年英国南极科考队在第一次执行并下考察任务的时候丢失了一个“Autosub 2”机器人。这次,在马克西姆项目的第一次放置过程中,伍兹霍尔海洋研究所的AUV机器人就被卡住了,不得不让另外一个机器人把它救出来。

  但是所获得的考察结果是值得这样冒险的:项目组发现海冰比此前钻孔测量的厚很多。

  照片拍到的,只是表象

  此前对南极海冰厚度的观察,得出了一个1米左右的平均吃水深度(水线和冰层底部之间的距离),而新的考察结果是均吃水深度3米。此前考察最厚的冰层为10米,而这次发现最厚处达16米。

  “传统南极照片上的那一薄层木板样的海冰,恐怕只是其中一部分。”马克西姆说,“我们还要进一步对整个冰盖进行考察。”

  冰层厚度源于不同板块的海冰相互碰撞,然后在碰撞部位堆叠到一个高度。但从这些数据并不能明确知道整体冰层的体积究竟比此前预计的多多少。马克西姆的团队只是测量了每年在南极周边形成的一小部分海冰。

  他们最新发布的数据是50万平方米,但相形见绌的是,海冰的总体量在年度最大值时达到了平均2000万平方公里。

  马克西姆说,但这些数据仍然表明,“有大量南极覆盖的地域比此前传统考察结构厚很多,也变形很大。”

  跟模型矛盾,但很宝贵

  这个结果并没有出乎极地科学家的预测,因为考察船理智地避开可能将之陷入麻烦的厚冰地带,因此此前的抽样显然偏向了薄冰层。

  圣·安东尼奥的德克萨斯大学研究海冰的斯蒂芬·阿克利说:“我们一直觉得在很厚的冰层处观察有很多困难需要克服,他们的努力却可以弥补这一缺憾,很明显考察船还没有在那些地区开展过研究。”

  科学家得到的南极海冰的数据越多,越能解释气候模型为何很难准确预测海冰状况。尽管研究人员已经在为南极海冰大幅度沉降成功建立模型,但南极海冰的范围实际上在最近一些年里增加了许多,与模型的预测正好相反。

  更多冰下AUV的考察能用卫星校正冰层厚度,允许研究人员更好地理解,这块冰冻之地究竟正在发生着什么。

  比利时鲁汶大学专攻海冰模型的奥力维尔·勒肯特说,大多数对上述模型和观测结果之间的矛盾之处的分析,都集中在冰层的广度上。准确测量厚度同样提供了另一个研究这一命题的视角。他说:“这是宝贵的科学数据。”

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