南极冰盖之下,隐藏着一个由山丘和峡谷构成的复杂世界

编辑者: Alex Khohlov

南极冰盖之下,隐藏着一个由山丘和峡谷构成的复杂世界-1
来源: Science (2026). DOI: 10.1126/science.ady2532

在看似单调的白色平原——南极冰盖之下,隐藏的并非平坦的底部,而是一个多样化的地貌:山脉、山谷、峡谷。其规模究竟如何,科学家们长期以来不得而知。但在2026年一月,研究人员公布了一张详细的冰下地形图,颠覆了人们对南极隐藏世界秩序的认识。这张地图揭示了数万个此前未知的山丘。

这项由爱丁堡大学的海伦·阿肯登领导的研究采用了出人意料的方法。他们没有使用传统的雷达测量(这种方法会留下巨大的空白区域——有时测线之间相隔长达一百五十公里),而是将高分辨率卫星观测与冰流物理学相结合。

这种方法被称为冰流扰动分析,能够间接“看到”冰下地形:当冰流经底部的不平整处时,会在表面产生波动,而卫星能够以极高的精度捕捉到这些微小的波动。这样,科学家们即使在以前无法进行直接测量的地区,也能重建基岩的形状。

其成果是首张覆盖整个南极大陆的冰下地貌图。它覆盖了整个南极洲,并识别出超过三万座高度在五十米以上的山丘。地图上不仅显示出山丘:研究人员还辨认出岩石嶙峋的高山峡谷、深邃的冰川峡谷、广阔的平原、高耸的山脊以及冰川侵蚀留下的痕迹。这里的地形与其他大陆一样多样——仿佛地球表面的整个历史都被冰封保存了下来,历经千年而未变。

为什么这很重要?基岩的形状直接决定了冰流向海洋的方式。突出的山丘和山峰起到锚点作用:它们产生摩擦力,减缓冰川向海洋的流动。这一认识对于预测冰融化和全球海平面上升至关重要。正如爱丁堡大学冰川学与地球物理学系教授罗伯特·宾厄姆所解释的那样:“精确的基岩地图对于在数值模型中正确考虑摩擦力是必不可少的。”

南极冰盖之下,隐藏着一个由山丘和峡谷构成的复杂世界-5
IFPA 南极洲的地形。来源:Science (2026)。DOI: 10.1126/science.ady2532

没有它,对冰流速度及其对全球海平面上升贡献的预测将是不完整的。”如今,这些预测并非抽象概念:它们影响着各国政府保护沿海城市和港口免受洪水侵袭的决策。

南极冰盖是行星尺度的水库。它含有地球上约百分之七十的淡水。冰的平均厚度超过两公里,在某些地方接近五公里。如果所有这些冰融化,全球海平面将上升约五十八米。其流动速度的任何变化都会在大陆之外产生深远影响,波及从赤道到热带的沿海城市和生态系统。

冰下地貌的历史悠久而奇特。地形在冰盖形成之前很久就开始形成——超过三千四百万年前。古老的河流流过山谷,水流切割岩石,形成峡谷,诞生了高原。气候变冷、冰盖形成后,冰本身继续塑造地表,切割山谷,磨平并抛光凸起。如今,这一多层基底决定了冰流何处更快,何处将停滞数百年。

在这一发现之前,南极洲的冰下地形几乎与其他行星的表面一样鲜为人知。曾有一段时间,人类对火星表面的了解甚至超过了对南极冰下世界的了解。传统的飞机雷达测量留下了巨大的空白——有时飞行线之间相隔长达一百五十公里。整个大陆区域在地图上仍是未知。

新方法将冰流数学与卫星表面数据相结合。它不仅能在旧剖面之间的间隙中“看到”地形,还能理解地貌学:峡谷如何与山谷相连,山脊如何定向,以及底部哪些部分将对冰流产生最大阻力。

该研究的主要作者海伦·阿肯登强调了这张地图的实用价值:它清楚地显示了哪些地方需要额外的地面测量来填补细节,哪些地方可以依靠现有数据。这节省了未来野外考察的时间和资源。

更新后的地图已经开始得到应用。研究人员正利用它来完善为政府间气候变化专门委员会(IPCC)工作的模型。更准确的预测反过来又为政府提供更好的依据,以制定沿海地区适应和基础设施规划决策。

一个有趣的细节是:南极洲隐藏的地形在某种程度上让人想起苏格兰或斯堪的纳维亚的熟悉景观——被深谷切割的高原、高山峰。这种相似并非偶然:它反映了冰川侵蚀过程的普遍性,这些过程在所有纬度都以相同方式运作。南极冰下古老山谷与欧洲山地景观之间的相似性,间接证实了新地图的正确性。

76 查看

来源

  • New Map Reveals Terrain Below Antarctic Ice Sheet

  • Complex mesoscale landscapes beneath Antarctica mapped from space | Science

  • Edinburgh Cryosphere - Helen E. Ockenden

  • New map reveals features of Antarctic's ice-covered landscape | EurekAlert!

  • Uncovering Antarctica's ice-draped landscape | Science

  • Scientists Uncover Secret Landscape Hiding Miles Below Antarctica's Ice

  • Robert Bingham - SAGES

  • Ice Sheet Quick Facts | National Snow and Ice Data Center

  • An ancient river landscape preserved beneath the East Antarctic Ice Sheet

  • Beneath the ice: Satellites help map Antarctica's subglacial surface like never before

  • What's Buried Beneath Antarctica's Ice? A New Map Unveils the Continent's Hidden Landscape Like Never Before

  • Antarctic ice sheet

  • Antarctic Ice Sheet variability across the Eocene-Oligocene boundary climate transition | Science

阅读更多关于此主题的文章:

A floating research station resembling a giant aluminium igloo has set out from France to begin a long-term mission in the Arctic that will see it drift with the polar ice in the most hostile of environments. The Tara Polar Station's shape enables it to withstand ice pressure

Image
Reply
你发现了错误或不准确的地方吗?我们会尽快考虑您的意见。