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研究人員開發(fā)出一種新方法，僅利用南極表面的衛(wèi)星圖像,就繪制出迄今最清晰的南極基巖地圖。該方法通過冰層表面的細微起伏，推斷出造成這些波動的地質(zhì)特征，有助于優(yōu)化南極洲冰層流動模型。冰層流動是決定有多少冰會滑入海洋并導(dǎo)致海平面上升的關(guān)鍵因素。1月15日，相關(guān)研究發(fā)表于《科學》。

數(shù)十年來，科學家一直借助雷達繪制南極數(shù)千米厚冰蓋下的地圖。他們通常用雪地摩托拖著沉重的雷達設(shè)備在冰面行駛，或?qū)⒗走_懸掛在飛機機翼上進行探測。不過，這些雷達只能探測其正下方的區(qū)域，因此，即便經(jīng)過數(shù)十年的反復(fù)勘測，南極洲仍有約100公里寬的地理空白區(qū)域未被覆蓋。

法國格勒諾布爾-阿爾卑斯大學的冰川學家Helen Ockenden表示，傳統(tǒng)上，研究人員會通過簡單推斷來填補這些空白，由此描繪出的地形往往比實際要平滑得多。于是，Ockenden團隊著手通過冰面起伏來繪制基巖地圖。該團隊此前曾在南極大陸西部的思韋茨冰川上測試過這種方法。他們利用衛(wèi)星光學圖像估算出冰層表面的海拔高度，并捕捉到丘陵和山谷，再將這些信息與衛(wèi)星雷達數(shù)據(jù)相結(jié)合。這些雷達探測范圍覆蓋了整個南極大陸，但由于頻率較高，無法深入探測冰層。利用冰層與下方地形相互作用的方程，團隊可以模擬出基巖的精確起伏形態(tài)。通過將模擬結(jié)果與地面雷達現(xiàn)有觀測區(qū)域進行比較，研究團隊證實，上述方法能夠繪制出南極冰層下的真實地形圖。

研究團隊最終繪制的地圖呈現(xiàn)了冰蓋下地貌前所未有的細節(jié)，如由流水沖刷而成、綿延數(shù)百公里的大量河道，并揭示了深達數(shù)公里的山谷和盆地等特征。英國杜倫大學的冰川學家Stewart Jamieson說：“該方法填補了很多空白，讓我們對這里的地貌有了更深入的了解。”

而在美國得克薩斯大學奧斯汀分校的冰川學家Duncan Young看來，Ockenden團隊的方法仍不夠完美。Young將這種新方法比作透過厚厚的羽絨被看下面的紋理，你可以大致猜到羽絨被下面是什么，但這并非全部。因為，當冰在基巖上流動時，它僅會與數(shù)米寬的地形相互作用，而上述新方法的分辨率還不夠高，無法捕捉這些細節(jié)。若要識別這些特征，基于雷達的探測方法仍是最佳選擇。

不過，Ockenden團隊認為，他們繪制的新地圖將為未來的雷達探測提供指引。

“我們不再盲目探測，而是對冰床較為崎嶇的區(qū)域有了清晰認知，當需要看清細節(jié)特征時，你就知道哪些地方需要仔細探測。”論文作者、英國愛丁堡大學的冰川學家Robert Bingham說。

冰川學家需要南極基巖的詳細信息，以構(gòu)建冰層流入海洋的模型。這些模型會影響海平面上升的預(yù)測結(jié)果。Ockenden說，當南極洲部分地形仍處于未知狀態(tài)時，研究人員很難做出準確預(yù)測。

“更好地了解冰蓋下的地形，為地球物理調(diào)查提供指引，確實極具價值。”O(jiān)ckenden說。

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1126/science.aee4245