當風掠過南極冰架表面時，它會「歌唱」
當風掠過南極冰架表面時，它會「歌唱」
一項新的研究表明，吹過南極羅斯冰架上的沙丘的風會使巨大的冰板表面振動，從而產生幾乎恆定的地震「音調」，科學家們可能會利用這些「音調」從遠處監測冰架的變化。羅斯冰架是南極洲最大的冰架，是一塊德克薩斯州大小的冰架，由漂浮在南大洋上的南極大陸內部的冰組成。冰架支撐著南極洲大陸上相鄰的冰蓋，阻止冰從陸地流入水中，就像瓶子里的軟木塞一樣。
當冰架坍塌時，冰可以更快地從陸地流入海洋，從而提高海平面。由於海洋和空氣溫度的上升，南極洲各地的冰架都在變薄，在某些情況下，冰架破裂或收縮。之前的觀察表明，南極冰架會突然崩塌，而且沒有明顯的預警信號，2002年南極半島的拉森B冰架突然崩塌就發生了這種情況。
為了更好地了解羅斯冰架的物理特性，研究人員將34個極其敏感的地震感測器埋在了它的積雪表面下。從2014年底到2017年初，這些感測器讓研究人員能夠監測冰架的振動，並對其結構和運動進行兩年多的研究。冰架上覆蓋著厚厚的積雪，通常有幾米深，上面覆蓋著巨大的沙丘，就像沙漠中的沙丘。這層雪就像底層冰的皮毛，使下面的冰在溫度上升時不受熱甚至融化。
當研究人員開始分析羅斯冰架上的地震數據時，他們發現了一些奇怪的現象:它的皮毛幾乎一直在振動。當他們更仔細地觀察這些數據時，他們發現風在巨大的沙丘上呼嘯而過，使得冰蓋的積雪發出隆隆聲，就像一個巨大的鼓一樣。聽一下冰蓋的「歌」。
他們還注意到，當天氣狀況改變了雪層的表面時，這種地震的嗡嗡聲就會改變。他們發現，當強風暴重新排列沙丘或地表氣溫上升或下降時，冰會以不同頻率振動，這改變了地震波穿過雪的速度。「這就像你在冰架上不停地吹著長笛，」朱利安·查普特(Julien Chaput)說。他是科羅拉多州立大學(Colorado State University)的地球物理學家和數學家，也是美國地球物理聯盟(American Geophysical Union)雜誌《地球物理研究快報》(Geophysical Research Letters)的首席作者。就像音樂家可以改變長笛上音符的音調一樣，通過改變氣流穿過的洞或者氣流的速度，冰架上的天氣條件可以通過改變沙丘狀的地形來改變其振動的頻率，Chaput說。「要麼通過加熱或冷卻來改變雪的速度，要麼通過增加或破壞沙丘來改變吹向長笛的地點，」他說。「這基本上就是我們能觀察到的兩種強迫效應。」
這種嗡嗡聲的頻率太低，人聽不到，但新的發現表明，科學家們可以利用地震台站，近實時地持續監測冰架上的情況。冰架的地震轟鳴聲的變化可能表明冰池或冰裂縫是否正在形成，這可能表明冰架是否容易破裂。查普特說:「冰架的反應告訴我們，我們可以追蹤到有關它的極其敏感的細節。」「基本上，我們手上的是一個監測環境的工具，真的。以及它對冰架的影響。
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