[编者注:此报道于1月28日上午9:45更新,以说明南极洲的未测绘区域。]
在南极洲东部广阔的冰盖下隐藏着一个冰冻的世界,这里有冰下湖泊、河流、盆地、火山和山脉。但是,南极洲大约 91% 的区域(几乎是澳大利亚的两倍大)尚未被测绘,而这片冰冷大陆上最大的未勘测区域是被称为伊丽莎白公主地区的区域。现在,一组地质学家已经搜寻了该区域,揭示了一个巨大的冰下湖泊和一系列峡谷,其中一个峡谷——长度是科罗拉多大峡谷的两倍多——可能成为地球上最大的峡谷。研究结果表明,冰盖不如先前认为的稳定,并且可能受到气候变化的强烈影响。
来自英国杜伦大学的斯图尔特·杰米森和他的同事通过寻找冰盖表面形状的细微变化而发现了这一现象,这些变化是由于冰流过不同的地形而形成的。多年来,地质学家一直认为隐藏的特征可能会微妙地塑造上方的表面,在冰中留下模糊的暗示。例如,未起皱的冰盖可能揭示一个埋藏的冰下湖泊,而起伏的冰盖可能预示着一个隐藏的山脉。因此,以卫星图像等表面特征为指导,杰米森和他的团队使用了可以像雷达一样反射回波的穿冰无线电波,来帮助绘制下方的地形图。
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他们最近发表在《地质学》上的分析显示,一个冰下湖泊覆盖面积达 1,250 平方公里(按长度计算,它是南极洲第二大冰下湖泊,仅次于沃斯托克湖)和一系列延伸一公里深、1,100 公里长的峡谷。斯坦福大学的达斯汀·施罗德说,这是对这样一个未开发的区域的诱人一瞥,他没有参与这项研究。
这些结果和其他冰下分析将更好地帮助地质学家了解冰盖如何响应气候变化。例如,未来海平面上升的幅度直接取决于冰盖的厚度,而冰盖的厚度在这些湖泊和峡谷上方有所不同。峡谷上方的较厚冰盖不仅可能融化更多的水,而且还可能很深——深到冰盖底部远低于海平面。任何如此低的床部都容易暴露在海水中,使冰盖在海水变暖时从下方减弱。虽然这对南极洲西部是一个很大的担忧,但地质学家一直认为南极洲东部的床部(大部分)高于海平面,因此更稳定,英国南极调查局的彼得·弗雷特韦尔说,他没有参与这项研究。但是像这样的新分析显示了以前未发现的深峡谷,表明南极洲东部很大一部分床部低于海平面,这使得冰盖不如以前认为的稳定。事实上,弗雷特韦尔说,东部低于海平面的总面积可能比西南部更大。
伊丽莎白公主地区之下的地区非常令人兴奋,以至于地质学家也正在做出更疯狂的预测:首先,杰米森怀疑线性特征,即峡谷,实际上可能指向裂谷,即两个构造板块正在彼此分离。其次,来自英国纽卡斯尔大学的尼尔·罗斯,这项研究的合著者,推测该湖泊可能包含微生物生命。他说,任何微生物都“与地球的其余部分隔离了很长一段时间,可能因此具有独特的适应性”。这些微生物可以帮助我们寻找太阳系外生命。
虽然冰下地形非常重要,“但我们不太可能使用雷达回波探测来非常详细地[绘制]整个南极洲的地图——它太昂贵了,”弗雷特韦尔说。相反,像这样的简单分析可能是一个很好的起点。如果它发现了有趣的特征,那么地质学家可以使用更好的雷达瞄准该区域。在伊丽莎白公主地区,该团队正在使用机载雷达来验证这些冰下特征的存在并更好地绘制该区域的地图。