南极洲西部冰原之下隐藏神奇地球：类似一片近海湿地

位于西南极冰架West Antarctic Ice Sheet下方大约800米处的惠兰斯湖,实际上与一片近海湿地类似。

北京时间5月10日消息,据英国《每日邮报》报道,科学家揭示了南极洲西部冰原之下隐藏的神秘世界。据介绍,位于西南极冰架West Antarctic Ice Sheet下方大约800米处的惠兰斯湖,实际上与一片近海湿地类似。科学家希望通过分析这片区域,获得有关海平面上升和冰川融化的更多信息。

这些发现是惠兰斯湖冰流冰下钻孔研究项目Whillans Ice Stream Subglacial Access Research Drilling,简称WISSARD的一部分,该项目由美国国家科学家基金会资助。不可思议的是,我们直到十年前才知道这个湖的存在,斯克利普斯海洋研究所的海伦阿曼达弗里克Helen Amanda Fricker说,看到惠兰斯湖有如此丰富的数据真是令人兴奋,而这些数据将帮助我们理解湖泊作为冰盖系统一部分所具有的功能。2007年,海伦从卫星数据上第一次发现了冰下湖惠兰斯湖。

蒂莫西霍德森和同事们分析了另一块惠兰斯湖的沉积物核,发现了冰盖、冰下湖水文和沉积物之间相互关系的更多信息。

研究者发现,冰下湖惠兰斯湖的水源主要由冰川融水提供,同时在湖底沉积物中保留着少量古代海水。该湖湖水周期性地从各种通道流向海洋,但流水没有足够的能量携带太多沉积物。

新的研究不仅使科学家更好地理解湖泊本身的生物地球化学和动力学特征,而且使他们能利用这些信息改进模型,更好地分析南极冰下湖系统与上方冰层和下方沉积物的相互作用。

这些模型还将帮助评估冰下湖流水对陆地水体流向海洋的贡献,从而评估海平面上升的风险。2013年1月,WISSARD项目成功地钻透冰盖,到达惠兰斯湖,获取了水和沉积物样品。这些样品已经与外界隔绝了数千年时间。研究团队采用定制的清洁热水钻头采集样品,没有污染到原始的环境。

现在,已经有三篇论文分别对这些样品进行了分析。第一篇文章发表在《地球物理通讯》Geophysical Research Letters,第一作者是加州大学圣地亚哥分校斯克利普斯海洋研究所的马修齐格弗里德Matthew Siegfried。文中通过对全球定位系统数据的分析发现,冰盖基部的湖水周期性流失出现了速度加快的迹象,并且在冰层的短期破裂一次能持续数月时间过程中,使冰层移动速度加快多达4%。作者表示,这些短期的动力学变化十分关键,能帮助我们更好地了解未来长期的冰盖变化。

巨大的冰山从南极洲西部的罗斯冰架上断裂,落入麦克默多海峡,拍摄于2003年10月。惠兰斯湖位于罗斯冰架东南边缘的惠兰斯冰流下方。

在发表于《地质学》Geology的第二篇文章中,第一作者、蒙大拿州立大学的亚历山大米肖Alexander Michaud及其同事分析了一段38厘米的湖底沉积物,确定了水体及其沉积物的化学性质。他们发现,惠兰斯湖的湖水最初来源于冰盖基部的融水,一小部分来自海水在上一次间冰期南极冰盖后退时残留在冰盖下方的沉积物中。这些古老、隔绝的海水还在继续影响着惠兰斯湖的生物地球化学。

这一新发现与此前对邻近冰川流水的研究结果明显不同。之前的研究中,从冰下湖沉积物分离出来的水并没有可辨别的海洋痕迹。

第三篇文章发表在《地球和行星科学通讯》Earth and Planetary Science Letters上,第一作者是来自北伊利诺伊大学的蒂莫西霍德森Timothy Hodson。他和同事们分析了另一块惠兰斯湖的沉积物核,发现了冰盖、冰下湖水文和沉积物之间相互关系的更多信息。

他们的结果显示,尽管水流会时不时地经过惠兰斯湖,但并不足以侵蚀并扩大水道就像地球陆地上许多河流一样。更确切地说,南极西部冰盖之下的环境更类似近海平原里的一片湿地,那里往往水体面积较广,深度较浅,而且有稳定的水流经过。