南極東部冰蓋下發現失落的河流景觀

在南極被冰封之前,一個儲存完好的河流景觀存在於南極東部冰蓋下一英里多深的地方

Detailed image of Antarctica created with elements furnished by NASA satellite imagery

一個來自地球底部無冰時代的古老河流系統,埋藏在南極東部冰蓋下一英里多深的地方。

該系統由兩個深深切入的峽灣和一系列溪流路徑組成,從地表完全看不見,只能透過衛星探測到一些細微的海拔變化。研究人員此前在南極東部冰蓋下發現了其他地標,包括一個26英里長的湖泊埋藏的山脈

這個冰封的河流景觀可能至少有3400萬年的歷史,這意味著它的年代可以追溯到南極洲被冰覆蓋之前。當時,大氣中的二氧化碳下降,氣候開始變冷。根據地形,冰川向下蔓延並侵蝕河谷,使其略微變寬,研究合著者、英國杜倫大學地理學教授斯圖爾特·賈米森說。然後氣候變得更冷,冰覆蓋了整個區域。


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“這就像把風景放進冰箱裡一樣,”賈米森說。

景觀的原始儲存是一個線索,表明這些氣候變化發生得很快,英國南極調查局的海洋地球物理學家羅伯特·拉特說,他沒有參與這項研究,但為在《自然通訊》雜誌上發表的研究進行了審查。具有“溼”基底,經常經歷凍結和解凍的冰,例如現代阿爾卑斯山中的冰川,傾向於透過侵蝕來吞噬景觀。另一方面,具有“幹”基底且不經歷解凍的冰蓋,則會按原樣儲存景觀。冰下河流系統仍然尖銳且未被侵蝕。

“這表明它確實相當快,”拉特說。“我們沒有成千上萬甚至數百萬年的這種中間狀態,即存在溼基冰流動。”

新發現的景觀位於南極東部冰蓋邊緣附近的一個稱為威爾克斯地的地方。賈米森和他的同事首先在加拿大航天局發射的三顆衛星雷達衛星星座任務的資料中注意到了一些奇怪之處。這些衛星發出微波訊號,擊中地球表面;反射回衛星的訊號特性可以顯示地球地形的微小變化。即使是非常深埋的景觀也可能微妙地影響冰蓋表面。在這種情況下,一些粗糙的區域——從地面上看不出太大的差別——暗示著下面有些有趣的東西,研究合著者、德克薩斯大學奧斯汀分校地球物理學博士後研究員顏帥說。

賈米森說,如果您站在冰面上,這些差異不會很明顯,但它們在衛星資料上“跳了出來”。為了確認景觀的存在,研究人員使用了來自國際合作冰凍圈空中剖面探測(ICECAP)專案的資料,該專案使用安裝在飛機上的穿透冰層的雷達儀器來繪製冰下地形圖。

測繪揭示了三個獨立的高地地塊,每個地塊的大小在約2,700到3,860平方英里之間,上限略小於康涅狄格州。這些地塊被兩個寬度達25英里的峽灣隔開。峽灣分別深入到全球平均海平面以下4,856英尺和2,034英尺。構造板塊在數千年中將這些地塊拉開,但有可能追蹤整個景觀中的溪流路徑,並“連線點”以瞭解這些地塊曾經如何連線在一起,賈米森說。

賈米森說,該景觀位於冰川前進和後退的地區,因此高地有可能在最近1400萬年前的無冰時期出現。他表示,要確認其年代,需要用水鑽鑽透1.2英里的冰層,以獲得下面的沉積物樣本,這在未來可能會發生。

賈米森說:“如果我們能從該地區獲得一些沉積物,那麼它有可能包含一些化石花粉,這些花粉可能會告訴我們曾經生長在該景觀上的植被。”

賈米森說,弄清楚景觀最後一次暴露的時間,可能有助於揭示冰蓋在過去氣候變化中擴張和退縮的程度,這可能有助於改進未來冰川行為的模型。

他說:“南極洲曾經有過幾次溫暖時期,我們知道我們有一些冰損失,”他說,“但關於地點和損失多少的問題仍然很大。”

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