科學(xué)家利用光纖傳感技術(shù)測(cè)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(duì)格陵蘭冰蓋的溫度特性進(jìn)行了最詳細(xì)的測(cè)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(cè)格陵蘭冰蓋的未來(lái)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。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(lái)，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(lái)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(dòng)的，以及冰川內(nèi)部的熱力學(xué)過(guò)程，準(zhǔn)確的冰溫度測(cè)量必不可少。

冰蓋表面的狀況可以通過(guò)衛(wèi)星或野外觀測(cè)以一種相對(duì)簡(jiǎn)單的方式探測(cè)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(lái)就困難得多。

該研究團(tuán)隊(duì)使用了一種新技術(shù)，將激光脈沖通過(guò)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(cè)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(gè)長(zhǎng)度來(lái)測(cè)量溫度。其結(jié)果是獲得了一個(gè)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(dòng)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(huì)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(cè)，可能是由于過(guò)去火山噴發(fā)時(shí)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(gè)傳感器，因此測(cè)量的間隔非常大。但是使用光纖電纜，實(shí)際上整個(gè)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(cè)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(cè)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(qiáng)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(guò)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(yùn)動(dòng)

近日，《地球化學(xué)展望》發(fā)表研究論文指出，過(guò)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(lái)自史密森國(guó)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(lái)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(gè)約15億年的歷史記錄，可以用來(lái)幫助重建地殼形成和長(zhǎng)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(guò)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(lái)越厚且冷，開始向現(xiàn)代板塊構(gòu)造過(guò)渡。結(jié)合微量元素（磷）和鋯石中的鈦測(cè)溫，過(guò)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(dòng)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(guò)程為至少在36億年前開始的過(guò)鋁熔體的生成創(chuàng)造了條件。

邁克爾·阿克森表示，通過(guò)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(lái)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