新地图呈现出迄今为止最清晰的景象,新技术有望改进冰流模型,增强海平面上升预测的精确度。

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长期以来,科学家主要通过从空中或地表使用雷达仪器来探测南极被冰覆盖的冰下地形,但这种方式并不全面

为了探测南极洲那数千米厚的冰盖之下的地貌,科学家通常要么用雪地摩托拖着沉重的雷达设备在冰盖上穿行,要么将雷达悬挂在飞机机翼下进行测量。然而,即便在这片严寒大陆上纵横交错地探测了数十年,仍然存在约100千米宽的地理空白区域。

一种新的方法或许能改变这一局面。在2026年1月发表于《科学》(Science)期刊的文章中,研究人员称,他们仅利用卫星拍摄的冰面图像,就绘制出了一张完整的南极基岩地图。该方法通过分析冰面上极其细微的起伏,反推出冰下深处造成这些起伏的地貌特征。研究团队表示,这有助于构建南极冰流模型,而冰流正是决定有多少冰滑入海洋进而导致海平面上升的关键因素。

“这是研究冰下情况的一种全新方法的起点,”英国杜伦大学的冰川学家斯图尔特 · 贾米森(Stewart Jamieson)表示(他并未参与这项研究),“我们早就知道这件事在理论上应该是可行的,但真正的难点在于迈出从‘可能’到‘实现’的那一步,做出第一个实际成果。”

科学家已经使用雷达对南极洲的冰下世界进行了数十年的测绘。低频无线电波可以穿透数千米厚的纯净冰层,并在冰层、水和底部基岩之间反射。然而,雷达只能直接探测其正下方的情况。法国格勒诺布尔-阿尔卑斯大学的冰川学家海伦 · 奥肯登(Helen Ockenden)指出,这些探测路线之间有时相隔100千米,导致大片的南极地下区域未能考察到。她表示,传统上,研究人员会用简单的外推法来填补这些空白,这常常让绘制出的地下地貌远比真实情况平缓。

因此,奥肯登和她的团队决定通过冰面起伏来反推基岩地形。他们此前已在位于南极洲西海岸的思韦茨冰川上测试过这项技术。研究人员利用卫星的光学图像估算出冰盖的整体高程,捕捉其中的丘陵与谷地,并将该信息与卫星雷达数据相结合:卫星雷达虽然探测范围广、覆盖整片南极大陆,但由于工作频率较高,无法深入穿透冰层。随后,研究团队运用早已建立的、描述冰与下方地形如何相互作用的方程,精确模拟出基岩的凸起和凹陷。通过将结果与既有的地面雷达观测区域进行对比,他们确认,这种方法能够生成真实可信的冰下地貌图。

最终生成的地图呈现了冰盖之下前所未见的地貌细节,包括一张延伸数百千米、由流水侵蚀形成的地下水道网络。研究还揭示了深达数千米的谷地和盆地(基岩中的凹陷)等地形特征。贾米森表示,这种方法“填补了大量空白,让我们对南极冰下地貌的纹理有了比原本清晰、深入得多的认识”。

冰川学家需要了解南极基岩的细节,才能建立冰流入海洋的模型,而这些模型会影响对未来海平面上升的预测。奥肯登指出,在南极冰下地形仍存在未知的情况下,很难做出可靠的预测。“更好地理解冰盖之下的地形,并拥有一些能指导物探选址的信息,将会带来极大的帮助。”她说。

资料来源 Science