圖片上的點代表科學家確認的南極大冰原下方124個“活湖”的方位 。使用暖色點(橙色和紅色)標注的湖泊水量較多，冷色點(綠色和藍色)標注的湖泊則水量較少 。紫色區(qū)域代表此前已知的不活躍湖泊方位 。

對于南極洲的一些湖泊來說，來自上方冰層的壓力迫使其湖水流入鄰近湖泊 。這一過程導致兩個湖泊上方的表面高度發(fā)生變化，并被美國宇航局的衛(wèi)星探測到 。
據(jù)美國宇航局網(wǎng)站報道，美國研究人員利用美國宇航局一顆衛(wèi)星發(fā)射的天基激光，編纂出有史以來最為全面的南極冰層下方活躍湖泊目錄 。目錄揭示了一個龐大的南極大陸管道系統(tǒng)，其復雜性和活躍程度超過科學家此前的預計 。
影響海平面變化
此項研究領導人、美國西雅圖華盛頓大學的本杰明·史密斯表示：“南極冰原雖然看上去較為平靜 ， 但經(jīng)過更多的觀測，我們發(fā)現(xiàn)它一直處于活躍狀態(tài) 。”與絕大多數(shù)湖泊有所不同的是，南極洲湖泊面臨來自上方冰層的壓力 。這種壓力導致融水從一個地方流到另一個地方，就像裝在一個被擠壓的氣球內的水一樣 。冰層下方融水在一個廣闊而稀薄的層內流動 ， 并穿過一個與之相連的洞穴系統(tǒng) 。這種流動讓附近和遠處的其它湖泊實現(xiàn)再補給 。
了解這個冰下管道系統(tǒng)非常重要，原因在于：這個系統(tǒng)對冰川流動產(chǎn)生潤滑作用同時將冰塊高速運至海洋，冰塊在海中融解后可對海平面變化產(chǎn)生影響 。但獲悉數(shù)英里厚冰層下到底發(fā)生什么卻也是一項巨大挑戰(zhàn) 。
史密斯領導的研究人員對宇航局冰云與地面高度衛(wèi)星(ICESat)獲取的時間跨度4年半的冰層高度數(shù)據(jù)進行了分析，并編纂了迄今為止有關南極洲管道系統(tǒng)內所發(fā)生變化的最為全面的目錄 。研究小組共對124個“活湖”的方位進行了測繪，評估它們干涸或充盈的速度，并在《冰川學雜志》上描述湖泊與冰原動力學所能帶來的影響 。
ICESat功不可沒
幾十年來，研究人員一直通過搭載在飛機上的冰鉆式雷達探測冰層下方并推斷湖泊的存在 。上世紀90年代，研究人員開始將機載設備以及衛(wèi)星獲取的數(shù)據(jù)結合在一起 ， 在一個大陸范圍內勘測湖泊方位 。
迄今為止，科學家已經(jīng)確認大約280個冰川下湖泊，其中絕大多數(shù)位于南極洲東部大冰原下方 。但這些測量數(shù)據(jù)只是對當時的情況進行簡短描述 ， 所確認的湖泊是否處于活躍狀態(tài)仍是一個未解之謎 。對此，一些人不免提出這樣的疑問 ， 這些湖泊是否只是簡單地聚集融水？
2006年，加利福尼亞州拉霍亞的斯克里普斯海洋學研究所地球物理學家海倫·弗里克，利用衛(wèi)星數(shù)據(jù)第一次觀測到處于活躍狀態(tài)的冰川下湖泊 。為了繪制南極大陸冰下湖泊分布圖，弗里克需要從地下冰中區(qū)分出漂冰，激光技術自然成為完成這項任務的理想選擇 。
弗里克利用冰云與地面高度衛(wèi)星的地球科學激光測高系統(tǒng)，測量激光脈沖從冰層反彈并折回衛(wèi)星所需的時間，進而推斷出冰層高度 。在一段時間內重復進行這種測量便可揭示高度變化情況 。
測量過程中 ， 弗里克發(fā)現(xiàn)冰層高度突然發(fā)生富有戲劇性的變化 。研究證實 ， 這種變化是由南極洲一些面積最大的湖泊的充盈和干涸所致 。在有關南極洲的其它研究中，宇航局位于馬里蘭州格林貝爾特的戈達德太空飛行中心冰川學家羅伯特·賓德斯查德勒，也曾利用冰云與地面高度衛(wèi)星獲取的數(shù)據(jù) 。他表示：“研究大冰原下方的水文學是一個全新領域 ， 為發(fā)現(xiàn)在相對較短時間里充盈和干涸并且涉及大量融水的湖泊鋪平了道路 。在發(fā)現(xiàn)這些湖泊過程中，ICESat絕對功不可沒 。”
“活湖”乃一種偶然？
冰下“活湖”是一種常見現(xiàn)象還是一種偶然？為了尋找這個問題的答案，史密斯、弗里克以及同事將他們的高度分析擴展到南極大陸絕大多數(shù)地區(qū) ， 并利用了冰云與地面高度衛(wèi)星在4年半時間內獲取的數(shù)據(jù) 。通過觀測衛(wèi)星每年2次或3次飛越一地區(qū)上空期間冰原高度變化情況，研究人員能夠推測出哪些湖泊處于活躍狀態(tài) 。此外，他們還利用高度變化以及水和冰的特性估計水量變化情況 。
在此前確認的200多個冰川下湖泊中 ， 只有一部分被證實處于活躍狀態(tài) 。研究顯示，南極洲東部高密度湖區(qū)內的湖泊大部分處于不活躍狀態(tài)，并未對冰原變化產(chǎn)生太大影響 。在最新觀測到的124個“活湖”中，絕大多數(shù)位于沿海地區(qū)，也就是這個大型排水系統(tǒng)前端，它們對海平面變化的潛在影響應該是最大的 。
賓德斯查德勒表示：“此次測量發(fā)現(xiàn)了相當多的冰川下湖泊，它們所處方位是最令人感興趣的所在 。測量結果顯示，絕大多數(shù)處于活躍狀態(tài)的冰川下湖泊均位于冰移動速度最快的區(qū)域，說明二者之間存在某種聯(lián)系 。”
冰下湖泊之間的關系較為明顯，在一個湖泊干涸的同時，另一個湖泊則處于充盈狀態(tài) 。部分湖泊通過一個冰川下隧道網(wǎng)絡與附近的湖泊相連 。一些彼此相連的湖泊之間的距離可達到數(shù)百英里 。
研究小組發(fā)現(xiàn)，湖水干涸和充盈的速度變化幅度較大 。一些湖泊每3到4年出現(xiàn)一次干涸或者充盈，相比較為穩(wěn)定 。冰原下的湖水流動速度可以與小河相提并論，能夠迅速在快速流動的冰川下方提供一個潤滑油膜 。
史密斯說：“對絕大多數(shù)區(qū)域進行的測量顯示，一些事情會在較短的時間內發(fā)生 。我們發(fā)現(xiàn)，它們是冰原下方所發(fā)生事情的一些相當?shù)湫偷睦樱⑶覠o時無刻不在整個南極洲發(fā)生著 。”
【美國用激光繪制南極冰層下活躍湖泊分布圖】
新浪科技(孝文)

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