長江日報訊（記者楊佳峰 實習生彭冠迪 通訊員孫彥欽）南極大陸覆蓋著平均厚度超過2400米的冰蓋，下面隱藏了許多令人嘆為觀止、形態各異的冰下湖。日前，我國科學家利用一種新的分析方法，在東南極冰蓋下新發現了46個冰下湖，這也是今年的最新發現。
該研究成果由中國地質大學（武漢）地球物理與空間信息學院傅磊教授團隊聯合中國極地研究中心冰雪所極地冰蓋多圈層相互作用與氣候變化研究團隊、南方科技大學地球與空間科學系陳曉非教授團隊共同完成。國際學術期刊《冰凍圈》近日刊登了相關研究論文，論文第一完成單位為中國地質大學（武漢）地球物理與空間信息學院。85后傅磊教授主要從事背景噪聲面波成像、地質雷達、極地地球物理等方面研究。
南極冰下湖究竟是如何形成的？傅磊教授告訴長江日報記者，當處于融化狀態的冰流流過南極冰蓋冰底的凹陷，并以當地最小的水勢聚集時，冰蓋底部就會形成冰下湖。南極冰下湖通常位于數千米厚的冰層之下，具有高壓、低溫、黑暗、寡營養等極端環境特征，具有極其獨特的生態系統，包含豐富的冰蓋歷史和氣候變化信息。
越過接地線、進入冰架下空腔的湖水，還可能改變冰架-海洋相互作用，進而引發海洋環流變異。據統計，科學家此前在南極冰蓋下方共發現675個冰下湖，其中有3個冰下湖被成功鉆探取樣。因此，開展南極冰下湖研究對于冰蓋動力學、沉積過程和冰下地球化學環境以及生命演化等都具有重要意義。
據悉，冰雷達探測是搜尋南極冰下湖并解析其結構的主要方法之一。在冰雷達圖像中，冰下湖通常被記錄為冰巖界面附近清晰、明亮且平坦的二維反射特征。“反射能量強的地方就是冰下水面。”傅磊介紹，早期有關冰下湖的發現主要來自對冰雷達圖像中的這些特殊視覺特征的判讀與解譯。隨著冰雷達探測技術發展，基于人工經驗的自動或半自動判讀方法受到了巨量數據的限制，既復雜又費時，還易產生誤判。
傅磊研究團隊提出了一種針對冰雷達數據冰底反射波形特征進行變分自動編碼的新方法，實現了對冰底單道雷達反射回波信號的科學分類。利用該方法，研究團隊對東南極甘布爾采夫山脈AGAP-S區域的冰雷達圖像進行了全面掃描。結果發現，該區域存在許多基于傳統方法未能識別的幾何輪廓更為狹小的冰下湖，數量多達46個，這也是今年最新的發現。
業內專家表示，這種自動檢測南極冰下湖的方法，可以顯著提高冰下湖的發現效率與精確度，還有望擴展到檢測和標記更多的南極冰下環境類型，為南極冰蓋底部和內部結構的深入研究提供技術支撐。
傅磊表示，他希望將這種方法推廣到南極大陸及整個格陵蘭島，更新冰下湖的數目。
鏈接：長江日報-新發現46個南極冰下湖 (cjn.cn)
（原載《長江日報》2024年6月15日）
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