首开先河的研究揭示了随着淹没的永久冻土融化北极海底的快速变化

MBARI 研究人员及其合作者的一项新研究首次记录了北冰洋边缘淹没在水下的永久冻土的融化如何影响海底。该研究于2022 年 3 月 14 日 发表在《国家科学院院刊》上。

许多同行评议的研究表明，永久冻土融化会造成不稳定的土地，这会对重要的北极基础设施产生负面影响，例如道路、火车轨道、建筑物和机场。这种基础设施的维修成本很高，预计影响和成本将继续增加。

MBARI 研究人员及其合作者使用先进的水下测绘技术揭示，由于永久冻土融化，海底正在发生巨大变化。在一些地区，已经形成了很深的天坑，有些比一个六层楼的城市街区还大。在其他地区，被称为 pingos 的冰雪覆盖的山丘从海底升起。

“我们知道整个北极地区正在发生巨大的变化，但这是我们第一次能够部署技术来看到海上也发生了变化，”MBARI 的地质学家和领导者之一查理保尔说该研究的作者。“这项开创性的研究揭示了如何检测海底永久冻土的融化，然后在建立基线后对其进行监测。”

虽然陆地北极永久冻土的退化部分归因于人类驱动的气候变化导致年平均温度升高，但研究小组记录的与海底永久冻土相关的海底变化源于与我们的出现相关的更古老、更缓慢的气候变化从上一个冰河时代开始。数千年来，前永久冻土的向海边缘似乎一直在发生类似的变化。

“该地区的海底温度没有很多长期数据，但我们所拥有的数据并未显示出变暖趋势。海底地形的变化是由缓慢移动的地下水携带的热量驱动的系统，”Paull 解释说。

“这项研究是通过过去十年的国际合作实现的，这些平台提供了现代海洋研究平台，例如 MBARI 的自主机器人技术和由加拿大海岸警卫队和韩国极地研究所运营的破冰船，”研究人员 Scott Dallimore 说加拿大自然资源部加拿大地质调查局的科学家，他与 Paull 一起领导了这项研究。“加拿大政府和居住在波弗特海沿岸的因努瓦卢特人高度重视这项研究，因为所描述的复杂过程对评估地质灾害、创造独特的海洋栖息地以及我们对生物地球化学过程的理解具有重要意义。”

背景

由于气候变化导致海冰消退，科学家们最近才可以进入北极偏远地区加拿大博福特海。

自 2003 年以来，MBARI 一直是与加拿大地质调查局、加拿大渔业和海洋部以及自 2013 年以来与韩国极地研究所合作研究加拿大博福特海海底的国际合作的一部分。

MBARI 使用自主水下航行器 (AUV) 和船载声纳将海底的测深绘制成一米见方格的分辨率，或大约是餐桌的大小。

Paull 和研究小组将于今年夏天乘坐韩国破冰船R/V Araon返回北极。这次与 MBARI 的长期加拿大和韩国合作者的旅行——以及海军研究实验室的加入——将有助于加深我们对海底永久冻土层衰变的理解。

MBARI 的两艘 AUV 将非常详细地绘制海底地图，而 MBARI 的 MiniROV(一种便携式遥控车辆)将能够进一步探索和采样，以补充测绘调查。

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