聽冰的「歌唱」?奇怪的嗡嗡聲讓科學家找到了監測南極洲冰架的方法

听冰的“歌唱”?奇怪的嗡嗡声让科学家找到了监测南极洲冰架的方法

研究人員發現,風吹過南極羅斯冰架上的沙丘,會導致大塊冰“歌唱”。

他們發現風會使平板表面振動,產生幾乎恆定的地震波“音調”。

研究人員現在希望用這些儀器遠程監測冰架的變化。

“就像你在冰架上不停地吹笛子一樣。”

位於柯林斯堡的科羅拉多州立大學的地球物理學家和數學家Julien Chaput說。他也是今天發表在《地球物理研究快報》上的這項新研究的主要作者,這是美國地球物理聯盟的雜誌。

就像音樂家可以改變長笛上音符的音調一樣,通過改變氣流穿過的洞或者氣流的速度,冰架上的不同天氣條件可以通過改變沙丘狀的地形來改變其振動的頻率,Chaput說。

他說,要麼通過加熱或冷卻來改變雪的速度,要麼通過增加或破壞沙丘來改變吹笛子的地點。

羅斯冰架(Ross)是南極洲最大的冰架,是一塊德克薩斯州大小的冰架,由漂浮在南大洋上的南極大陸內部的冰組成。

冰架支撐著南極洲大陸上相鄰的冰蓋,阻止冰從陸地流入水中,就像瓶子裡的軟木塞一樣。

這種嗡嗡聲的頻率太低,人聽不到,但新的發現表明,科學家們可以利用地震臺站,近乎實時地持續監測冰架上的情況。

研究冰架的隔熱雪“外套”的振動能讓科學家瞭解它是如何應對氣候變化的,芝加哥大學的冰川學家道格拉斯·麥克尤爾(Douglas MacAyeal)說。他與這項新研究沒有關係,但對今天發表在《地球物理研究快報》上的發現發表了評論。

冰架的地震轟鳴聲的變化可能表明冰上融池或冰裂縫是否正在形成,這可能表明冰架是否容易破裂。

冰上融池是指在陽光照射下,覆蓋在海冰上的積雪漸漸融化,在潔白的冰面上形成許多大大小小、造型各異的水窪的現象。

Chaput說:“冰架的反應告訴我們,我們可以追蹤到有關它的極其敏感的細節。”

“從根本上說,我們手頭上的東西實際上是一個監測環境的工具。”

當冰架坍塌時,冰將會更快地從陸地流入海洋,從而提高海平面。

由於海洋和空氣溫度的上升,南極洲各地的冰架都在變薄,在某些情況下,冰架破裂或收縮。

之前的觀察表明,南極冰架會突然崩塌,而且沒有明顯的預警信號,2002年南極半島就發生了這種情況,Larsen B冰架突然崩塌。

為了更好地瞭解羅斯冰架的物理特性,研究人員將34個極其敏感的地震傳感器埋在了它的積雪表面下。

從2014年底到2017年初,這些傳感器讓研究人員能夠監測冰架的振動,並對其結構和運動進行兩年多的研究。

當研究人員開始分析羅斯冰架上的地震數據時,他們注意到其中一部分幾乎一直在振動。

當他們更仔細地觀察這些數據時,他們發現風在巨大的沙丘上呼嘯而過,使得冰蓋的積雪發出隆隆聲,就像一個巨大的鼓一樣。

他們還注意到,當天氣狀況改變了雪層的表面時,這種地震的嗡嗡聲就會改變。

他們發現,當強風暴改變了雪丘地貌,或地表氣溫上升或下降時,冰會以不同頻率振動,這改變了地震波穿過雪的速度。


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