冰川学家很快将拥有大量数据,用于探索近半个世纪以来南极洲的底部如何变化。一个国际研究团队扫描并数字化了来自先驱性飞机雷达探险的200万份记录,这些探险在1960年代和1970年代纵横交错地穿越了这片冰冻的大陆。
“这些航班开创了这种研究冰川学的方式,”加利福尼亚州斯坦福大学的雷达工程师达斯汀·施罗德说,他正在领导这个新项目。
数字化数据将冰盖底部变化(例如南极洲冰流形成通道)的记录延长了二十多年。“突然之间,它让我们能够理解冰盖底部在那么长的时间段内是多么动态——或者不是,”施罗德说。这项工作还可以帮助研究人员更好地了解当全球气温升高时,冰盖可能如何反应。
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施罗德于12月13日在路易斯安那州新奥尔良举行的美国地球物理联合会会议上描述了这些发现。该团队希望在未来几个月内发表一篇论文,并将数据在线发布,通过斯坦福图书馆免费提供。
“回到过去正是我们所需要做的,”加利福尼亚州拉霍亚斯克里普斯海洋研究所的冰川学家海伦·弗里克说。“这是一个比较冰盖过去和现在的基准。”
隐藏的深度
科学家们已经使用旧的航空测量来绘制北极和南极地表的变化,例如通过研究格陵兰冰川的照片来记录其历史。但是,要穿透冰层看到基岩(可能在数百或数千米以下),则需要地震勘测或更常见的雷达。
在飞机雷达调查中,研究人员飞越冰层,向下发射雷达信号,并测量它们从冰和基岩之间的界面反弹的方式。数据不仅揭示了冰的厚度,还揭示了是否存在融化的迹象例如冰下湖,或者在流动的冰被下方岩石的粗糙点卡住的地方是否存在冰的堆积。
在南极洲,第一次广泛的雷达测绘发生在1967年至1979年之间,由英国剑桥斯科特极地研究所(SPRI)、美国国家科学基金会和荷兰代尔夫特理工大学共同开展。他们的科学家飞越了超过25万公里,横跨南极洲西部的大部分地区(包括流入罗斯冰架和龙尼冰架的区域)以及南极洲东部的一部分,包括著名的冰芯钻探地点沃斯托克站和C穹顶。
科学家们使用这些数据来探索南极冰的厚度和冰下湖的分布。但是,这些信息主要以35毫米、8毫米和Super 8胶卷的形式存放在SPRI图书馆。在施罗德开始对此感到好奇,以及SPRI主任朱利安·道兹韦尔邀请他到剑桥之前,其中很少一部分被数字化。
施罗德利用他的斯坦福实验室的启动资金,开始寻找能够处理旧胶卷的专家。他致电好莱坞的美国电影艺术与科学学院,该学院将他介绍给了修复胶卷的公司。他购买了一台专门的扫描仪,在eBay上找到了他需要的一些老式设备,并于2016年6月与两位艺术史学家飞往剑桥。在两周的时间里,他们仔细地切割、粘贴和扫描了大约1000卷档案胶卷。
冰层之下
施罗德已经从数据中发现了一些精细的细节,例如冰架下方的通道和冰堆积的堆积羽流。施罗德说,这些特征以前已经被观察到,“但现在我们知道我们可以看到它们,我们也会寻找新的特征。”
他说,南极洲的现代雷达测绘直到1990年代才真正开始,因此将数据集推回二十年是一个显着的改进。
1970年代的数据具有如此高的分辨率,以至于可以用来改进南极洲的基岩地形图1。这些对于建模者至关重要,因为它们测试冰盖如何响应不断变化的温度。
施罗德希望很快能将格陵兰岛类似的1970年代雷达数据数字化。
本文经许可转载,并于2017年12月13日首次发表。