气候新闻专线 | 一种非常规的方法正在帮助科学家监测迅速变暖的北极。
他们正在使用埋藏在阿拉斯加北坡附近海底的光纤通信电缆，来研究寒冷的波弗特海中的水下永久冻土。
桑迪亚国家实验室的计算地球科学家、该项目的研究人员之一詹妮弗·弗雷德里克说，这个设置很简单，“本质上就是一个激光器和一台计算机。”
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这是它的工作原理。
现有的电缆包含一个包含数十根光纤的束，这些光纤通过光脉冲传输数据。束中的一根光纤碰巧是“暗”的，这意味着它没有被使用，科学家可以自由地将其重新用于他们的研究。
研究人员发现，他们可以将激光照射到电缆中，并使光脉冲在光纤中来回传播。如果光纤在途中发生拉伸或压缩，它会改变光线返回电缆所需的时间。这告诉科学家，光纤正受到某种应力——这可以表明其埋藏的海底发生变化，例如沉积物中冰可能多或少的区域。
这些测量可以帮助科学家绘制出海底永久冻土区域的范围。
弗雷德里克补充说，激光还可以指示温度变化。电缆的温度会影响光线反向散射的强度，这是对光线反射回其来时的方向的测量。
弗雷德里克说，连续的温度监测“让我们了解海底的哪些部分可能正在经历融化，以及融化的速度或快慢”。
她和其他参与该项目的研究人员上周在美国地球物理联盟（世界上最大的地球和空间科学学会）的年度秋季会议上展示了他们的一些发现。
永久冻土——在寒冷地区常见的冻土层——正日益成为气候科学家关注的问题。
随着地球变暖，大片北极永久冻土开始融化，向大气中释放出导致气候变暖的二氧化碳和甲烷。科学家们担心这些排放可能会加速全球变暖的进程。
这就是为什么科学家如此关注密切关注北极融化的永久冻土——它可以帮助他们估算它正在向空气中释放的温室气体。
该地区的大部分永久冻土都在陆地上发现，但科学家们也发现在北极海岸线周围的海底存在一些冻结的沉积物层。这些海底永久冻土区域正吸引越来越多的科学关注。
科学家可以使用其他方法来研究海底永久冻土。他们可以钻入海底，从研究船上将传感器放入水中，甚至可以重新利用其他研究人员为地震监测目的而收集的数据。但是，光纤电缆为更详细和有针对性的研究提供了新的机会。
桑迪亚国家实验室的实习生布兰登·赫尔说，目前的项目部分旨在测试该方法提供有关该地区永久冻土准确信息的能力，他为该项目进行了数据分析。
他说：“测试其可行性是这项研究的另一个重点。”
该项目已经持续了四年多，预计还将持续一年半左右。在最初的几年里，研究人员必须每三个月左右访问一次现场，以便实际连接到系统并收集数据。最近，他们已经能够建立一个远程系统，该系统可以进行连续监控并通过互联网传输数据。
赫尔说，随着项目的继续，该地区的永久冻土在未来一年半内不太可能发生剧烈变化。但是，这些测量可以为未来的区域监测研究提供重要的基准——“一个标志”，他说。
赫尔说：“随着永久冻土的退化，我们应该会看到一些变化。”
经 POLITICO, LLC 许可，转载自E&E 新闻。版权所有 2023 年。E&E 新闻为能源和环境专业人士提供重要新闻。