基本介紹
- 中文名：南極冰層湖泊分布圖
- 國家：美國
- 冰川下湖泊：200多個
- 雜誌：《冰川學雜誌》
簡介,研究價值,研究成果,確定了冰川下湖泊的存在,繪製了冰下湖泊分布圖,開創了水文學新領域,冰下活湖,
簡介
南極冰層湖泊分布圖是美國研究人員利用美國宇航局一顆衛星發射的天基雷射，編纂出有史以來最為全面的南極冰層下方活躍湖泊。目錄揭示了一個龐大的南極大陸管道系統，其複雜性和活躍程度超過科學家此前的預計。通過研究發現確認的200多個冰川下湖泊中，只有一部分被證實處於活躍狀態。圖片上的點代表南極大冰原下方124個活湖的方位，橙色和紅色標註的湖泊水量較多，綠色和藍色標註的湖泊則水量較少，紫色區域代表不活躍湖泊方位活躍狀態。
研究價值
1、此項研究領導人、美國西雅圖華盛頓大學的班傑明·史密斯表示南極冰原雖然看上去較為平靜，但經過更多的觀測，我們發現它一直處於活躍狀態。與絕大多數湖泊有所不同的是，南極洲湖泊面臨來自上方冰層的壓力。這種壓力導致融水從一個地方流到另一個地方，就像裝在一個被擠壓的氣球內的水一樣。冰層下方融水在一個廣闊而稀薄的層內流動，並穿過一個與之相連的洞穴系統。這種流動讓附近和遠處的其它湖泊實現再補給。
3、史密斯領導的研究人員對宇航局冰雲與地面高度衛星(ICESat)獲取的時間跨度4年半的冰層高度數據進行了分析，並編纂了迄今為止有關南極洲管道系統內所發生變化的最為全面的目錄。研究小組共對124個“活湖”的方位進行了測繪，評估它們乾涸或充盈的速度，並在《冰川學雜誌》上描述湖泊與冰原動力學所能帶來的影響。
研究成果
確定了冰川下湖泊的存在
幾十年來，研究人員一直通過搭載在飛機上的冰鑽式雷達探測冰層下方並推斷湖泊的存在。上世紀90年代，研究人員開始將機載設備以及衛星獲取的數據結合在一起，在一個大陸範圍內勘測湖泊方位。 迄今為止，科學家已經確認大約280個冰川下湖泊，其中絕大多數位於南極洲東部大冰原下方。
南極冰層湖泊分布圖
南極冰層湖泊分布圖繪製了冰下湖泊分布圖
2006年，加利福尼亞州拉霍亞的斯克里普斯海洋學研究所地球物理學家海倫·弗里克，利用衛星數據第一次觀測到處於活躍狀態的冰川下湖泊。為了繪製南極大陸冰下湖泊分布圖，弗里克需要從地下冰中區分出漂冰，雷射技術自然成為完成這項任務的理想選擇。弗里克利用冰雲與地面高度衛星的地球科學雷射測高系統，測量雷射脈衝從冰層反彈並折回衛星所需的時間，進而推斷出冰層高度。在一段時間內重複進行這種測量便可揭示高度變化情況。
開創了水文學新領域
測量過程中，弗里克發現冰層高度突然發生富有戲劇性的變化。研究證實，這種變化是由南極洲一些面積最大的湖泊的充盈和乾涸所致。在有關南極洲的其它研究中，宇航局位於馬里蘭州格林貝爾特的戈達德太空飛行中心冰川學家羅伯特·賓德斯查德勒，也曾利用冰雲與地面高度衛星獲取的數據。研究大冰原下方的水文學是一個全新領域，為發現在相對較短時間裡充盈和乾涸並且涉及大量融水的湖泊鋪平了道路。在發現這些湖泊過程中，ICESat絕對功不可沒。
冰下活湖
冰下“活湖”是一種常見現象還是一種偶然？為了尋找這個問題的答案，史密斯、弗里克以及同事將他們的高度分析擴展到南極大陸絕大多數地區，並利用了冰雲與地面高度衛星在4年半時間內獲取的數據。通過觀測衛星每年2次或3次飛越一地區上空期間冰原高度變化情況，研究人員能夠推測出哪些湖泊處於活躍狀態。此外，他們還利用高度變化以及水和凍的特性估計水量變化情況。
在此前確認的200多個冰川下湖泊中，只有一部分被證實處於活躍狀態。研究顯示，南極洲東部高密度湖區內的湖泊大部分處於不活躍狀態，並未對冰原變化產生太大影響。在最新觀測到的124個“活湖”中，絕大多數位於沿海地區，也就是這個大型排水系統前端，它們對海平面變化的潛在影回響該是最大的。此次測量發現了相當多的冰川下湖泊，它們所處方位是最令人感興趣的所在。測量結果顯示，絕大多數處於活躍狀態的冰川下湖泊均位於冰移動速度最快的區域，說明二者之間存在某種聯繫。
冰下湖泊之間的關係較為明顯，在一個湖泊乾涸的同時，另一個湖泊則處於充盈狀態。部分湖泊通過一個冰川下隧道網路與附近的湖泊相連。一些彼此相連的湖泊之間的距離可達到數百英里。湖水乾涸和充盈的速度變化幅度較大。一些湖泊每3到4年出現一次乾涸或者充盈，相比較為穩定。冰原下的湖水流動速度可以與小河相提並論，能夠迅速在快速流動的冰川下方提供一個潤滑油膜。對絕大多數區域進行的測量顯示，一些事情會在較短的時間內發生。我們發現，它們是冰原下方所發生事情的一些相當典型的例子，並且無時無刻不在整個南極洲發生著。
