探索南极洲隐藏的冰下河流及其在未来海平面上升中的作用

在南极洲广阔的冰盖之下，有一个由河流和湖泊组成的网络。这是可能的，因为上面的冰层绝缘层，来自地球内部的热量流动，以及冰变形时产生的少量热量。

水润滑冰盖的底部，使冰以每年数百米的速度滑向海洋。当水从冰下涌出时，它会进入冰架下方的一个寒冷而咸的空腔，冰架是边缘的冰盖的浮动延伸部分。

在这里，水混合，释放营养物质和沉积物，并融化冰架的底部，这些冰架充当支撑并阻止冰盖的流动。

这些过程如何在接下来的几个世纪中发挥作用是了解海平面上升的主要因素。不幸的是，这也是我们星球上探索最少的部分之一。

我们的Aotearoa 新西兰南极科学平台项目是对南极冰下河流的首次直接调查，它支持早期的研究，即这些冰下河流在流入海洋时形成河口，尽管位于南纬 82.5 度，隐藏在 500 米以下冰，距离公海约 500 公里。

探索冰下河流

我们的团队刚刚从南极西部冰盖 ( WAIS ) 上的 Kamb 冰流返回。Kamb是一个沉睡的巨人。

这张地图显示了南极洲冰盖(灰色)下的河流(白色)。暖色表示快速冰流的区域。图片来源：Huw Horgan/Quantarctica3/K862，CC BY-ND

这条巨大的冰河位于 WAIS 的另一侧，位于南极洲的“世界末日”冰川 Thwaites Glacier，该冰川一直在迅速流失冰层。坎布曾经快速流动，但大约 160 年前，由于冰底部水分布方式的变化，这种流动停止了。

虽然目前坎布地区不容易受到海洋变暖的影响，但它目前抵消了南极洲其他地方发生的大部分冰损失。Kamb 的变化预示着南极洲冰盖和海洋的重大变化。

一个挑战是冰盖会对外部变化做出反应，例如海洋温度上升，但也会对难以预测的内部变化做出反应，例如冰下河流和湖泊“决堤”时发生的洪水事件。

研究人员在冰下河道的表面进行了调查(2016 年初)，使用地震方法来确定厚厚的冰层下面是什么。图片来源：Huw Horgan/K862/VUW，CC BY-ND

今年夏天，新西兰开始重建其主要的南极站斯科特基地，并一直在开发雪地穿越，以便在远距离部署大型团队。我们的 Kamb 团队是最早受益于这一新能力的团队之一，营地运营了数月，距离新西兰的永久车站 900 多公里。

钻探南极冰层是一门艺术。实际上，我们用回收的热水融化了我们的道路。

到达现场后，该团队能够钻穿 500m 的冰架，并保持一个 0.4m 直径的孔打开近两周。这使我们能够为各种科学项目采集样本并收集观察结果。

一条隐藏的河流

近十年的研究得到了回报，当该团队确定了钻探的确切位置以击中下方狭窄河流的起点时。这比最初想象的更令人印象深刻，钻孔调查显示一条河流高 240m 多但宽不到 200m——这个目标比地表冰景所显示的要窄得多。

从钻孔中工作意味着我们只能在一个位置查看。作为这一限制的解毒剂，康奈尔大学的同事部署了他们的海洋机器人 Icefin 来研究冰下的空间。

让团队继续工作一段时间的发现之一是可能是片脚类动物的密集群落，当我们将相机降低到海底时，我们发现了这些群落。蜂群如此密集，我们首先认为我们的设备有问题。

该团队完成的最后一项任务是在冰下部署一个海洋系泊设备。这些仪器将在未来几年继续报告海洋状况。

部署后仅五天，我们就从洪加汤加-洪加哈阿派火山喷发中检测到了海啸。

除了基线观察之外，这些发现为部署长期监测设备提供了强大的动力。该团队将在未来几年密切关注冰下河流流量的任何变化，包括洪水事件。

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