科学家布设地震传感器监测南极冰架崩塌

为更好了解南极罗斯冰架的物理性质,研究人员将极其灵敏的宽频带地震传感器埋在雪面深处,连接上太阳能供能装置及数据记录部件,一共埋了34组。这些传感器,让研究人员持续监测冰架的振动,记录冰架的微尺度三维地震运动。

  一项新的研究表明,吹过南极罗斯冰架上的沙丘的风会使巨大的冰板表面振动,从而产生几乎恒定的地震“音调”,科学家们可能会利用这些“音调”从远处监测冰架的变化。


南极冰架

  罗斯冰架是南极洲最大的冰架,是一块德克萨斯州大小的冰架,由漂浮在南大洋上的南极大陆内部的冰组成。冰架支撑着南极洲大陆上相邻的冰盖,阻止冰从陆地流入水中,就像瓶子里的软木塞一样。

  当冰架坍塌时,冰可以更快地从陆地流入海洋,从而提高海平面。由于海洋和空气温度的上升,南极洲各地的冰架都在变薄,在某些情况下,冰架破裂或收缩。之前的观察表明,南极冰架会突然崩塌,而且没有明显的预警信号,2002年南极半岛的拉森B冰架突然崩塌就发生了这种情况。

  冰架上覆盖着厚厚的雪毯,通常有几米深,上面还有大量雪丘。这些雪像是下面冰层的皮毛,为其隔热,避免在温度升高时融化。为更好了解罗斯冰架的物理性质,研究人员将极其灵敏的宽频带地震传感器埋在雪面之下2米深处,连接上太阳能供能装置及数据记录部件,一共埋了34组。这些传感器让研究人员能在2014到2017年初持续监测冰架的振动,记录冰架的微尺度三维地震运动。


在最近几十年当中,南极十多个主要的冰架已经陆续消失,南极显著退缩。

  分析罗斯冰架的地震数据时,科学家们注意到一个奇怪的现象:巨大冰板的表面几乎一直在振动。仔细观察发现,是风吹过巨大的雪丘,导致冰板上的雪盖嗡嗡作响。这种嗡嗡声频率太低,人的耳朵听不清楚。研究团队通过提高声音的频率,把罗斯冰架的“歌”变成可听到的结果。

  这种地震波的“声调”近乎恒定。如果天气有变,嗡嗡声会发生声调变化。那是强风暴重置雪丘,或地表气温升降,地震波在雪中传播的速度有变,冰的振动频率也随之改变。

  研究者认为,借助灵敏的地震台站监测振动,监测嗡嗡声的变化可能反映冰是否正在融化或形成裂缝,冰架是否容易破裂。科学家有了近乎实时的新手段,能够连续监测远处冰架的状况,并可以借此追踪冰架反应的细节。

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