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如何在不炸毁它的情况下研究南极冰层

不用炸药也能给冰川做“B超”?南极科考车变身科研新利器 [0]

在南极科考中,重达8.5吨的 PistenBully 300 Polar 极地重型车 一直扮演着“苦力”角色,凭借宽履带、强拉力以及起重机等配备,用于应对极端冰雪环境 [0]。然而,中国地质大学(北京)刘国峰教授团队在《冰川学期刊》(Journal of Glaciology)上发表的最新研究表明,这款“极地怪兽”不仅能干体力活,还能直接用来做科研——代替炸药,进行冰川探测 [0]。

为什么要探测“粒雪层”?

南极冰盖是地球上最大的淡水水库,但它正在萎缩 [0]。在表层积雪与深层冰川之间,存在一层厚约50至100米的过渡带,被称为**“粒雪层”(firn layer)** [0]。

  • 重要性:这里是积雪被压实成冰的区域,也是融水被截留并重新冻结的地方 [0]。
  • 科研价值:掌握粒雪层的精确厚度和动态变化,对于预测南极冰盖长期变化以及全球海平面上升至关重要 [0]。但要看清这层地底的“混合物”非常困难 [0]。

传统方法的“痛点”:南极放炮

目前,科学家主要借鉴油气勘探的“主动源”探测法:在冰层上钻孔,丢入炸药并引爆,利用地表检波器接收声波在水、冰、雪中不同传播速度的回音,从而绘制出高分辨率的粒雪层图像 [0]。

弊端:在极端极地条件下钻孔极其困难;炸药的运输和使用成本高昂且充满危险;在生态脆弱的南极进行爆破也面临环保争议 [0]。

新突破:用车辆的“轰鸣声”代替爆炸

刘国峰教授注意到 PistenBully 车队行驶时产生的巨大震动与轰鸣,设想是否能将其作为替代声源 [0]。

为了验证这一设想,研究团队在东南极的拉斯曼丘陵(Larsemann Hills)进行了实验 [0]:

  • 他们在地面布置了一排检波器 [0]。
  • 调度几辆 PistenBully 沿着检波器队列的两侧、平行于传感器行驶 [0]。
  • 车辆行驶产生的震动波被成功记录下来 [0]。

实验结果:同样精准,更为安全

由于拉斯曼丘陵的粒雪层此前已用传统炸药方法测绘过,团队得以将“车辆震动法”获得的图像与“炸药法”进行对比 [0]。结果显示:两者的成像效果几乎完全一致 [0]。

这一研究为科学家提供了一种比爆破更简单、更安全、更环保,且效果同样出色的南极粒雪层结构测绘新方法 [0]。