獲救雷達地圖揭示南極洲的過去

超過200萬張新數字化的影像擴充套件了冰蓋底部的歷史

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冰川學家很快將擁有大量資料,用於探索近半個世紀以來南極洲的底部如何變化。一個國際研究團隊掃描並數字化了來自先驅性飛機雷達探險的200萬份記錄,這些探險在1960年代和1970年代縱橫交錯地穿越了這片冰凍的大陸。

“這些航班開創了這種研究冰川學的方式,”加利福尼亞州斯坦福大學的雷達工程師達斯汀·施羅德說,他正在領導這個新專案。

數字化資料將冰蓋底部變化(例如南極洲冰流形成通道)的記錄延長了二十多年。“突然之間,它讓我們能夠理解冰蓋底部在那麼長的時間段內是多麼動態——或者不是,”施羅德說。這項工作還可以幫助研究人員更好地瞭解當全球氣溫升高時,冰蓋可能如何反應


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施羅德於12月13日在路易斯安那州新奧爾良舉行的美國地球物理聯合會會議上描述了這些發現。該團隊希望在未來幾個月內發表一篇論文,並將資料線上釋出,透過斯坦福圖書館免費提供。

“回到過去正是我們所需要做的,”加利福尼亞州拉霍亞斯克裡普斯海洋研究所的冰川學家海倫·弗裡克說。“這是一個比較冰蓋過去和現在的基準。”

隱藏的深度

科學家們已經使用舊的航空測量來繪製北極和南極地表的變化,例如透過研究格陵蘭冰川的照片來記錄其歷史。但是,要穿透冰層看到基岩(可能在數百或數千米以下),則需要地震勘測或更常見的雷達。

在飛機雷達調查中,研究人員飛越冰層,向下發射雷達訊號,並測量它們從冰和基岩之間的介面反彈的方式。資料不僅揭示了冰的厚度,還揭示了是否存在融化的跡象例如冰下湖,或者在流動的冰被下方岩石的粗糙點卡住的地方是否存在冰的堆積。

在南極洲,第一次廣泛的雷達測繪發生在1967年至1979年之間,由英國劍橋斯科特極地研究所(SPRI)、美國國家科學基金會和荷蘭代爾夫特理工大學共同開展。他們的科學家飛越了超過25萬公里,橫跨南極洲西部的大部分地區(包括流入羅斯冰架和龍尼冰架的區域)以及南極洲東部的一部分,包括著名的冰芯鑽探地點沃斯托克站和C穹頂。

科學家們使用這些資料來探索南極冰的厚度和冰下湖的分佈。但是,這些資訊主要以35毫米、8毫米和Super 8膠捲的形式存放在SPRI圖書館。在施羅德開始對此感到好奇,以及SPRI主任朱利安·道茲韋爾邀請他到劍橋之前,其中很少一部分被數字化。

施羅德利用他的斯坦福實驗室的啟動資金,開始尋找能夠處理舊膠捲的專家。他致電好萊塢的美國電影藝術與科學學院,該學院將他介紹給了修復膠捲的公司。他購買了一臺專門的掃描器,在eBay上找到了他需要的一些老式裝置,並於2016年6月與兩位藝術史學家飛往劍橋。在兩週的時間裡,他們仔細地切割、貼上和掃描了大約1000卷檔案膠捲。

冰層之下

施羅德已經從資料中發現了一些精細的細節,例如冰架下方的通道和冰堆積的堆積羽流。施羅德說,這些特徵以前已經被觀察到,“但現在我們知道我們可以看到它們,我們也會尋找新的特徵。”

他說,南極洲的現代雷達測繪直到1990年代才真正開始,因此將資料集推回二十年是一個顯著的改進。

1970年代的資料具有如此高的解析度,以至於可以用來改進南極洲的基岩地形圖1。這些對於建模者至關重要,因為它們測試冰蓋如何響應不斷變化的溫度。

施羅德希望很快能將格陵蘭島類似的1970年代雷達資料數字化。

本文經許可轉載,並於2017年12月13日首次發表

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