環(huán)球科技參考-
發(fā)布時間:2021-06-04
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科學(xué)家利用光纖傳感技術(shù)測量格陵蘭冰蓋溫度

劍橋大學(xué)研究人員領(lǐng)導(dǎo)的研究小組利用光纖傳感技術(shù)對格陵蘭冰蓋的溫度特性進(jìn)行了最詳細(xì)的測量。隨著氣候變化影響持續(xù)加速,該研究將有助于建立更精確的模型,以預(yù)測格陵蘭冰蓋的未來運動趨勢。相關(guān)研究近日發(fā)表于《科學(xué)進(jìn)展》。

自20世紀(jì)80年代以來,格陵蘭冰蓋的物質(zhì)損失增加了6倍,其中大約一半的損失來自于地表融水的徑流,而另一半則是由快速流入海洋的冰川將冰直接排入海洋造成的。為了確定冰是如何移動的,以及冰川內(nèi)部的熱力學(xué)過程,準(zhǔn)確的冰溫度測量必不可少。

冰蓋表面的狀況可以通過衛(wèi)星或野外觀測以一種相對簡單的方式探測到。然而,要確定千米厚的冰蓋底部正在發(fā)生什么,觀察起來就困難得多。

該研究團隊使用了一種新技術(shù),將激光脈沖通過光纖電纜傳輸,從而獲得了從冰蓋表面一直到地下1000多米底部的詳細(xì)的溫度測量數(shù)據(jù)。該方法允許以深鉆孔中安裝的光纖電纜的整個長度來測量溫度。其結(jié)果是獲得了一個非常詳細(xì)的溫度剖面,它控制著冰的變形速度以及最終冰蓋的流動速度。

該研究分析發(fā)現(xiàn),溫度剖面顯示的溫度分布更加不均,局部變形的地區(qū)會使冰變暖。這種變形主要集中在不同年代和類型的冰的邊界處。雖然這種變形的確切原因尚不清楚,但研究人員推測,可能是由于過去火山噴發(fā)時冰中的灰塵或穿透冰表面幾百米以下的大裂縫造成的。研究人員表示,典型的傳感方法只能在電纜上安裝大約十二個傳感器,因此測量的間隔非常大。但是使用光纖電纜,實際上整個電纜成為了傳感器,可以從表面一直到底部進(jìn)行精確的測量。

研究人員表示,該研究的數(shù)據(jù)描繪了一幅比當(dāng)前理論和模型所預(yù)測的更加多樣化的圖景,溫度受到冰帶和不同類型的冰之間邊界的變形的強烈影響,這表明當(dāng)前許多模型都具有局限性。(劉文浩)

相關(guān)論文信息:

https://doi.org/10.1126/sciadv.abe7136

過鋁質(zhì)地殼巖漿的出現(xiàn)可追溯到36億年前板塊構(gòu)造運動

近日,《地球化學(xué)展望》發(fā)表研究論文指出,過鋁質(zhì)地殼巖漿的出現(xiàn)很可能標(biāo)志著現(xiàn)代板塊構(gòu)造的開始,并有可能預(yù)示地球上生命的出現(xiàn)。

來自史密森國家自然歷史博物館的地質(zhì)學(xué)家邁克爾·阿克森領(lǐng)導(dǎo)的科學(xué)家們證明,來自西澳大利亞Jack Hills變質(zhì)沉積帶的碎屑鋯石是地球上第一個約15億年的歷史記錄,可以用來幫助重建地殼形成和長期變化的條件。

早在43億年,Jack Hills變質(zhì)沉積帶的碎屑鋯石記錄中開始出現(xiàn)過鋁質(zhì)特征。這一跡象表明巖石在地表下更深處熔化,這意味著地球的地殼越來越厚且冷,開始向現(xiàn)代板塊構(gòu)造過渡。結(jié)合微量元素(磷)和鋯石中的鈦測溫,過鋁質(zhì)成分的增加可能是深部(>7 kbar)含水基性原巖部分或變質(zhì)沉積巖部分熔融的結(jié)果。結(jié)合地球動力學(xué)背景,地球由垂直構(gòu)造體制逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樗綐?gòu)造體制,潛在的類似俯沖或碰撞過程為至少在36億年前開始的過鋁熔體的生成創(chuàng)造了條件。

邁克爾·阿克森表示,通過在古老的Jack Hills鋯石中尋找生命的痕跡,并觀察其他極其古老的巖層,看看它們是否也顯示出36億年前地殼增厚的跡象,以此來跟進(jìn)這些結(jié)果。(王曉晨)

相關(guān)論文信息:

https://doi.org/10.7185/geochemlet.2114

《中國科學(xué)報》 (2021-06-04 第2版 國際)


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