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南极考察获三项重大科学发现 首次实地探明地球表面最大峡谷,规模远超美国科罗拉多大峡谷 南极冰盖底部最大融水流域和“湿地”发育在伊丽莎白公主地,且该地深部冰层呈现大范围暖冰现象

2016-01-20      来源:国家海洋局     作者:吴 琼
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  中国海洋报讯 近日,正在执行考察任务的中国第32次南极科学考察队频频报捷。这支由我国科学家领衔的团队取得3项重大科学发现:首次实地探明地球表面最大的峡谷存在于东南极冰盖伊丽莎白公主地的冰盖底部,南极冰盖底部最大的融水流域和“湿地”发育在伊丽莎白公主地,伊丽莎白公主地深部冰层呈现大范围暖冰现象。 

  自去年12月22日起,科考队最新装备的首架极地固定翼飞机“雪鹰601”,依托中国南极中山站良好的地面保障条件,利用冰雷达、激光测高仪等多套机载科学调查设备,对南极伊丽莎白公主地区进行大规模、系统性航空科学调查。截至目前,探测区域已经覆盖86.6万平方公里,占到全南极冰盖总面积的1/15,测线累计长度超过2万公里。 

  中国第32次南极科学考察队副领队、“雪鹰601”项目负责人、冰川学家孙波表示,大量冰雷达现场探测数据证明,我国科学家在世界上率先获得3项重大科学发现: 

  第一个科学大发现是,首次实地探明地球表面最大的峡谷存在于东南极冰盖伊丽莎白公主地的冰盖底部。冰雷达探测数据清晰地表明,冰盖底部一条完整的大峡谷形态规模特征,该峡谷长度超过1000公里,峡谷顶部最大宽度超过25公里,峡谷深度超过1500米,从南极冰盖中央区域的甘布尔采夫冰下山脉北麓发源,完整贯穿伊丽莎白公主地,在东南极大陆边缘西冰架位置与南大洋连接,其规模大大超过美国科罗拉多大峡谷,成为地球表面迄今为止发现的最大峡谷。 

  第二个科学大发现是,南极冰盖底部最大的融水流域和“湿地”发育在东南极伊丽莎白公主地。探测发现,该地区冰盖底部孕育众多的冰下湖泊和冰下水道,且相互贯通连接。数据显示,其中一个冰下湖泊的宽度超过25公里,另一个冰下湖泊发育在冰层厚度超过4000米的地方。冰下水流方向与冰盖表面流向明显不一致,不仅颠覆了冰盖物质平衡过程的传统理论,而且对冰盖稳定性产生巨大作用,进而直接影响全球海平面预测的准确性。 

  第三个科学大发现是,东南极冰盖伊丽莎白公主地深部冰层呈现大范围暖冰现象,表明冰下基岩地热通量显著异常。冰雷达探测数据显示,这里的深部冰层温度明显高于其他区域,更易于融化形成冰下湖泊和水系。暖冰的存在,与冰下地质构造、板块结构和岩石热状况密切关联,这为地质学家研究南极大陆形成演化提供了新的视野和命题。从南极冰盖对全球影响来看,冰盖底部界面灾变的不确定性,远远大于冰盖表面的冰气界面。 

   

  考察队员在机舱内处理探测数据 吴 琼 摄 

  “这次由中国科学家领衔的航空科学调查行动,取得的阶段性现场考察成果令人非常振奋。”孙波说,这三项重大发现对深刻理解冰盖稳定性及其对全球海平面的影响、揭示冰下地质构造和热状态及演化、寻找南大洋超冷水和底层水生成源区等都具有非常重要的意义。 

  中国第32次南极科考队领队秦为稼认为,我国南极考察队取得重大进展和发现,在国际上跃升为该领域的领跑者,这是厚植于我国南极考察30多年的经验积累,后勤保障能力的提升和国家加大南极考察投入的综合结果。“举例来说,南极中山站是距离伊丽莎白公主地最近的常年考察站,这为开展科学调查活动提供了保障条件。国家投入配置的‘雪鹰601’固定翼飞机及其机载科学调查设备,表现出优越的技术性能和南极适用性。机载冰雷达穿透冰层能力超过5000米,冰层深部分辨力达到15米,空间定位精度达到25厘米,技术上达到国际上最先进水平,科考平台和考察技术手段的先进性为考察队取得研究突破奠定了坚实基础。” 

  南极洲东南极冰盖中部地区,由于地域偏远,迄今是人类对南极冰盖认识最少的区域之一。因地理位置十分独特,在南极变化与全球影响的研究中,该区域具有重要地位。孙波表示,一系列强有力的研究证据已经表明,南极冰盖与全球变化具有密切联系,冰盖底部湖泊和水系对冰盖稳定性产生至关重要的影响。 

  自2015年以来,科学家通过卫星遥感资料分析和冰盖模型研究东南极伊丽莎白公主地冰盖表面地貌特征,推测该地区冰盖底部应该隐藏有世界最大的峡谷和冰下湖泊。由于事关冰盖稳定性与全球海平面变化等重大科学前沿命题,迅速引起极大关注。目前,孙波领导的团队正在南极现场开展后续的航空科学调查工作,4月中旬回国后将在深入分析研究的基础上形成科研成果。 

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