宇航局格陵蘭島任務(wù)完成了六年的未知地形測繪

導(dǎo)讀 為了了解海水如何融化冰川，宇航局的海洋融化格陵蘭任務(wù)廣泛調(diào)查了世界上最大島嶼的海岸線。關(guān)于 NASA 于 2021 年 12 月 31 日結(jié)束...

為了了解海水如何融化冰川，宇航局的海洋融化格陵蘭任務(wù)廣泛調(diào)查了世界上最大島嶼的海岸線。

關(guān)于 NASA 于 2021 年 12 月 31 日結(jié)束的海洋融化格陵蘭島任務(wù)，要記住的最重要的事情可能是它的名字：OMG 證明，海水正在融化格陵蘭島的冰川，至少與暖空氣正在從上方融化它們一樣多。由于格陵蘭冰蓋的冰層流失目前對全球海洋上升的貢獻比任何其他單一來源都大，這一發(fā)現(xiàn)徹底改變了科學(xué)家對未來幾十年海平面上升速度的理解。

這些新的、獨特的測量結(jié)果闡明了未來冰川消融的可能進展，現(xiàn)在冰川融化的速度是 25 年前的六到七倍。如果格陵蘭島的所有冰蓋都融化，全球海平面將上升約 24 英尺(7.4 米)。

但這只是這個小型飛機和船只任務(wù)故事的冰山一角。在六年的運營中，OMG 在北半球最偏遠的海岸線上進行了第一次科學(xué)測量。該任務(wù)對格陵蘭島海岸線周圍的海底進行了最完整的調(diào)查，包括數(shù)十個以前未知的峽灣(懸崖邊的入口被冰川崩解的冰山堵塞)，并測量了海洋溫度如何隨地、年復(fù)一年地變化，以及從上到下。為了獲得這個獨特的數(shù)據(jù)集，任務(wù)飛機在格陵蘭島周圍和上空記錄了足夠的飛行里程，可以繞地球一周以上 13 圈。

準備

超過 220 條冰川從格陵蘭島流入海洋。在 OMG 之前，科學(xué)家們認為在這些冰川周圍和下方旋轉(zhuǎn)的海水一定是導(dǎo)致它們的冰流失的原因。但是多少錢?

海面溫度的衛(wèi)星觀測對回答這個問題沒有太大幫助。在格陵蘭島周圍，海洋的頂層非常寒冷，而且不是很咸，其中含有大量來自北極的水，這是最新鮮的海洋。只接觸這一層的淺冰川慢慢融化。但在數(shù)百英尺以下，海洋更溫暖、更咸。較深的冰川被溫暖的水侵蝕掉，冰的流失速度是淺冰川的四到五倍。

找出任何冰川風(fēng)險的唯一方法是去格陵蘭島測量冰川及其前面的海底和水。多年來，科學(xué)家們一直以這種方式研究單個冰川，但宇航局南加州噴氣推進實驗室的 OMG 首席研究員喬什·威利斯(Josh Willis)想要了解完整的情況：用五年時間測量所有 220 多個冰川——時間長度可用于由 NASA 的 Earth Ventures 機載研究計劃資助的任務(wù)。

“當(dāng)我們開始設(shè)計 OMG 時，我們問自己，‘我們能否在五年內(nèi)做一個實驗，告訴我們未來 50 年的情況?’”威利斯說。結(jié)果證明他們可以。宇航局甚至允許他們進行第六年的實地考察，以觀察格陵蘭西海岸水溫的意外快速波動。

該任務(wù)的第一項工作是繪制島嶼周圍的海底地圖，以了解深層溫暖的水可以到達冰川的位置。承包商使用研究船完成了大部分測繪工作，而 JPL 和加州大學(xué)歐文分校的 OMG 副首席研究員 Eric Rignot 在接下來的幾年中領(lǐng)導(dǎo)了較小的調(diào)查，以填補缺失的部分。

為了測量直至海底的海洋溫度和鹽度，威利斯開展了一項夏季空降活動，每年在整個海岸線的戰(zhàn)略位置向海洋投放約 250 個探測器。六個夏天飛越偏遠的北極聽起來更像是一次冒險，而不是研究項目，但是，威利斯說，“回想起來，這只是一次冒險。當(dāng)你身處其中時，你會低著頭工作盡你所能。” 對于科學(xué)家們來說，從探測器流入他們計算機的數(shù)據(jù)已經(jīng)足夠令人興奮了。

OMG 收集的詳細地圖和溫度數(shù)據(jù)顯示，兩到四倍的冰川位于比以前認為的溫度高幾度的水中，因此其風(fēng)險比任何人都知道的要高。研究人員了解到，格陵蘭約三分之一的冰川占其冰損失的一半;OMG 發(fā)現(xiàn)所有這些罪魁禍首都進入了溫水中。不考慮溫水影響的氣候模型至少低估了冰川冰損失的兩倍 - 換句話說，錯過了這個來源的海平面上升的一半。

合作

OMG 的開創(chuàng)性數(shù)據(jù)影響了除海洋學(xué)之外的多種北極研究。例如，華盛頓大學(xué)的克里斯汀·萊德 (Kristin Laidre) 是國際知名的獨角鯨專家，獨角鯨是一種長著獠牙狀突出牙齒的北極鯨。她和 JPL 的 OMG 聯(lián)合首席研究員 Ian Fenty 開發(fā)了一個項目，使海洋生物學(xué)家和海洋學(xué)家都受益：一個研究巡航，放置 OMG 探測器和聲學(xué)探測儀，記錄西格陵蘭冰川前獨角鯨的存在。

探測數(shù)據(jù)提供了一個小區(qū)域內(nèi)海洋條件變化幅度的近距離視圖，萊德希望結(jié)合更可靠的數(shù)據(jù)，將有助于解釋為什么某些冰川鋒對獨角鯨特別有吸引力?！拔覀兩飳W(xué)家可以通過與物理科學(xué)家合作，更好地了解動物和種群，”她說，指的是 OMG 團隊。“有一群想要合作的科學(xué)家真的很棒?！?/p>

繼續(xù)

任務(wù)的結(jié)束并不意味著格陵蘭海洋中所有新數(shù)據(jù)的結(jié)束。2021 年，該團隊在尚未完全了解海洋溫度或環(huán)流變化的地區(qū)投放了一些壽命更長的探測器。這些探測器在地表下“過冬”，繼續(xù)在水中上下擺動以收集數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)將在明年夏天冰融化時遠程讀取。

許多領(lǐng)域的科學(xué)家將繼續(xù)利用 OMG 的觀察結(jié)果進行研究。迄今為止，使用這些數(shù)據(jù)的同行評審期刊文章中約有一半是由任務(wù)科學(xué)團隊以外的研究人員撰寫的——這一比例非常大?！拔覀兛吹降目茖W(xué)比我們最初計劃的要多得多，”威利斯說?！澳切┪募粫Ｖ??！?/p>