近日,正在執(zhí)行考察任務(wù)的中國第32次南極科學(xué)考察隊頻頻報捷。這支由我國科學(xué)家領(lǐng)銜的團隊取得3項重大科學(xué)發(fā)現(xiàn):首次實地探明地球表面最大的峽谷存在于東南極冰蓋伊麗莎白公主地的冰蓋底部,南極冰蓋底部最大的融水流域和“濕地”發(fā)育在伊麗莎白公主地,伊麗莎白公主地深部冰層呈現(xiàn)大范圍暖冰現(xiàn)象。
自去年12月22日起,科考隊最新裝備的首架極地固定翼飛機“雪鷹601”,依托中國南極中山站良好的地面保障條件,利用冰雷達、激光測高儀等多套機載科學(xué)調(diào)查設(shè)備,對南極伊麗莎白公主地區(qū)進行大規(guī)模、系統(tǒng)性航空科學(xué)調(diào)查。截至目前,探測區(qū)域已經(jīng)覆蓋86.6萬平方公里,占到全南極冰蓋總面積的1/15,測線累計長度超過2萬公里。
中國第32次南極科學(xué)考察隊副領(lǐng)隊、“雪鷹601”項目負責(zé)人、冰川學(xué)家孫波表示,大量冰雷達現(xiàn)場探測數(shù)據(jù)證明,我國科學(xué)家在世界上率先獲得3項重大科學(xué)發(fā)現(xiàn):
第一個科學(xué)大發(fā)現(xiàn)是,首次實地探明地球表面最大的峽谷存在于東南極冰蓋伊麗莎白公主地的冰蓋底部。冰雷達探測數(shù)據(jù)清晰地表明,冰蓋底部一條完整的大峽谷形態(tài)規(guī)模特征,該峽谷長度超過1000公里,峽谷頂部最大寬度超過25公里,峽谷深度超過1500米,從南極冰蓋中央?yún)^(qū)域的甘布爾采夫冰下山脈北麓發(fā)源,完整貫穿伊麗莎白公主地,在東南極大陸邊緣西冰架位置與南大洋連接,其規(guī)模大大超過美國科羅拉多大峽谷,成為地球表面迄今為止發(fā)現(xiàn)的最大峽谷。
第二個科學(xué)大發(fā)現(xiàn)是,南極冰蓋底部最大的融水流域和“濕地”發(fā)育在東南極伊麗莎白公主地。探測發(fā)現(xiàn),該地區(qū)冰蓋底部孕育眾多的冰下湖泊和冰下水道,且相互貫通連接。數(shù)據(jù)顯示,其中一個冰下湖泊的寬度超過25公里,另一個冰下湖泊發(fā)育在冰層厚度超過4000米的地方。冰下水流方向與冰蓋表面流向明顯不一致,不僅顛覆了冰蓋物質(zhì)平衡過程的傳統(tǒng)理論,而且對冰蓋穩(wěn)定性產(chǎn)生巨大作用,進而直接影響全球海平面預(yù)測的準確性。
第三個科學(xué)大發(fā)現(xiàn)是,東南極冰蓋伊麗莎白公主地深部冰層呈現(xiàn)大范圍暖冰現(xiàn)象,表明冰下基巖地?zé)嵬匡@著異常。冰雷達探測數(shù)據(jù)顯示,這里的深部冰層溫度明顯高于其他區(qū)域,更易于融化形成冰下湖泊和水系。暖冰的存在,與冰下地質(zhì)構(gòu)造、板塊結(jié)構(gòu)和巖石熱狀況密切關(guān)聯(lián),這為地質(zhì)學(xué)家研究南極大陸形成演化提供了新的視野和命題。從南極冰蓋對全球影響來看,冰蓋底部界面災(zāi)變的不確定性,遠遠大于冰蓋表面的冰氣界面。
考察隊員在機艙內(nèi)處理探測數(shù)據(jù) 吳 瓊 攝
“這次由中國科學(xué)家領(lǐng)銜的航空科學(xué)調(diào)查行動,取得的階段性現(xiàn)場考察成果令人非常振奮。”孫波說,這三項重大發(fā)現(xiàn)對深刻理解冰蓋穩(wěn)定性及其對全球海平面的影響、揭示冰下地質(zhì)構(gòu)造和熱狀態(tài)及演化、尋找南大洋超冷水和底層水生成源區(qū)等都具有非常重要的意義。
中國第32次南極科考隊領(lǐng)隊秦為稼認為,我國南極考察隊取得重大進展和發(fā)現(xiàn),在國際上躍升為該領(lǐng)域的領(lǐng)跑者,這是厚植于我國南極考察30多年的經(jīng)驗積累,后勤保障能力的提升和國家加大南極考察投入的綜合結(jié)果。“舉例來說,南極中山站是距離伊麗莎白公主地最近的常年考察站,這為開展科學(xué)調(diào)查活動提供了保障條件。國家投入配置的‘雪鷹601’固定翼飛機及其機載科學(xué)調(diào)查設(shè)備,表現(xiàn)出優(yōu)越的技術(shù)性能和南極適用性。機載冰雷達穿透冰層能力超過5000米,冰層深部分辨力達到15米,空間定位精度達到25厘米,技術(shù)上達到國際上最先進水平,科考平臺和考察技術(shù)手段的先進性為考察隊取得研究突破奠定了堅實基礎(chǔ)。”
南極洲東南極冰蓋中部地區(qū),由于地域偏遠,迄今是人類對南極冰蓋認識最少的區(qū)域之一。因地理位置十分獨特,在南極變化與全球影響的研究中,該區(qū)域具有重要地位。孫波表示,一系列強有力的研究證據(jù)已經(jīng)表明,南極冰蓋與全球變化具有密切聯(lián)系,冰蓋底部湖泊和水系對冰蓋穩(wěn)定性產(chǎn)生至關(guān)重要的影響。
自2015年以來,科學(xué)家通過衛(wèi)星遙感資料分析和冰蓋模型研究東南極伊麗莎白公主地冰蓋表面地貌特征,推測該地區(qū)冰蓋底部應(yīng)該隱藏有世界最大的峽谷和冰下湖泊。由于事關(guān)冰蓋穩(wěn)定性與全球海平面變化等重大科學(xué)前沿命題,迅速引起極大關(guān)注。目前,孫波領(lǐng)導(dǎo)的團隊正在南極現(xiàn)場開展后續(xù)的航空科學(xué)調(diào)查工作,4月中旬回國后將在深入分析研究的基礎(chǔ)上形成科研成果。(特派記者 吳 瓊)