科学家在南极洲冰盖下发现了一个巨大的咸水系统

在南极洲一条冰河深处的一项新发现可能会改变科学家对冰如何流动的理解，这对估计未来海平面上升具有重要意义。

来自科罗拉多矿业学院的冰川科学家Matthew Siegfried 、斯克里普斯海洋研究所的Chloe Gustafson和他们的同事花了 61 天的时间在南极冰流上的帐篷里生活，以收集他们脚下半英里冰层下土地的数据。他们解释了团队的发现以及它对变暖世界中冰盖行为的看法。

你的研究最大的收获是什么?

首先，有助于了解南极西部在成为冰盖之前是海洋。如果它今天消失了，那将是一片由一堆岛屿组成的海洋。因此，我们知道冰盖下方的基岩覆盖着一层厚厚的沉积物——这些颗粒堆积在海底。

我们不知道的是冰下沉积物之间的微小孔隙空间中有什么。

我们预计会发现来自上方冰流的融水，这是一条快速移动的冰通道，从冰盖中心流向海洋。出乎我们意料的是，我们在这层厚厚的沉积物中发现了大量的地下水——包括来自海洋的咸水。

南极洲的冰如何通过冰流和冰架流入海洋。信用：国家航空航天局

我们的研究结果表明，这种咸水是我们研究的冰流下方最大的液态水库，可能还有其他水库，它可能会影响南极洲的冰层流动方式。

液态水对于冰流移动的速度非常重要。如果冰流底部有液态水，它会流动得很快。如果水结冰或底座变干，冰就会尖叫停止。

冰流模型通常只考虑底部的冰是否已经达到熔点，或者水是否从上游沿着冰的底部流出。科学家们从来没有考虑过冰盖下有更多的水，更不用说更咸的水了，它可以防止水在较低的温度下结冰。(想想为什么社区在冬天会在道路上撒盐。)

我们的观察表明那里有很多水，如果你将冰流下方 500 到 1,900 米(1,600 到 6,200 英尺)左右的沉积物像海绵一样挤压，你会有大约 220 到820 米(700 至 2,700 英尺)深。

这种水可以穿过冰下地下水系统的孔隙，就像其他地方的地下水一样，但在南极洲，顶部有一个动态的冰盖。当冰盖变厚时，它会对下面的沉积物施加更大的压力，因此它可以将融水从冰盖底部驱入更深的沉积物中。然而，当冰变得更薄时，它可以从沉积物中吸取水，现在有点咸。较咸的水可能会影响冰的流动速度。

知道有一个巨大的水库可能与南极洲快速流动的地区的行为有关，这意味着科学家需要重新思考我们对冰流的理解。

在沉积物中发现液态水能告诉科学家关于南极洲的什么信息?

含盐的地下水清楚地表明了冰盖和海洋之间的边界曾经到达内陆有多远。

这条被称为接地线的边界非常重要。当冰流过接地线时，它开始漂浮在海洋中。如果您知道接地线是如何移动的，那么您就可以很好地了解全球海洋中有多少冰。

我们脚下有海水这一事实意味着接地线在某个时间点位于我们的上游，距今天至少 70 英里(110 公里)。

下一个问题是它何时到达那里。

我们在论文中争辩说它不能太旧。地下水在流动，淡水从上面的冰川进入沉积物。根据之前的一项研究在上部沉积物中发现了多少放射性碳，我们估计大部分咸水是在过去 10,000 年内到达冰下系统的。

团队在2018-2019年Whillan冰流和接地线上的勘测点。图片来源：Kerry Key/Lamont-Doherty 地球观测站

在过去的温暖时期，当冰盖变小时，海洋会沉积这些海水。

惠兰斯冰流非常遥远。你是如何确定在你下方一英里处发生的事情的?

我们的站点距离南极洲麦克默多站约有两个小时的飞行路程。飞机降落在滑雪板上，放下你生活所需的一切。然后它起飞了，是你、你的现场团队和几个托盘的货物。

那个季节，我们总共在帐篷里睡了 61 天。每天，我们都打包雪地摩托，输入站点坐标，并安装大地电磁站。

每个站都有三个磁力计——指向东西、南北和垂直——以及两对电极——东西对齐和南北对齐。这些仪器可以检测地下不同地球材料的电磁特征。

地球磁场和电场的自然变化是由全球事件造成的，例如太阳风与地球电离层的相互作用和雷击。地球磁场和电场的变化会在地下感应出次级电磁场，这些场的强度与那里的材料导电程度有关。

在 Whillans 冰流上安装大地电磁站。

因此，通过测量冰面上的电场和磁场，我们可以计算出包括水在内的地下物质的电导率。这与石油和天然气行业用于寻找化石燃料的方法相同。

我们可以看到地下水，由于盐水的导电性比淡水大得多，我们可以估计它的咸度。

地下水中可能还有什么?

每当我们在南极洲挖出一个洞时，那里就充满了微生物。没有理由认为微生物也不会吞噬地下水中的营养物质。

当你的微生物生态系统被长时间切断时——在这种情况下，海水很可能在 5,000 到 10,000 年前沉积在那里——你开始对其他行星体上的生命如何存在有了一个很好的模拟，被锁在地下并埋在厚厚的冰层之下。

哪里有生命，哪里就有碳问题。

在 Whillans 冰流上的作者营地中常见的强风给电磁方法带来了挑战。每个雪粒都有静电，会给仪器带来噪音。

我们知道，沉积物顶部的冰下湖泊和河流中存在微生物，它们消耗碳并将其转化为温室气体，如甲烷和二氧化碳。我们知道所有这些碳最终都会转移到南大洋。但是我们仍然没有很好的衡量标准。

这是一个新环境，还有很多研究要做。我们从一条冰流中观察到。这就像在佛罗里达州的地下水系统中插一根稻草，然后说：“是的，这里有东西”——但非洲的其他地方是什么样的呢?

　　免责声明：本文由用户上传，与本网站立场无关。财经信息仅供读者参考，并不构成投资建议。投资者据此操作，风险自担。 如有侵权请联系删除！