作者是哥伦比亚大学地球研究所的凯文·克拉杰克 从一架载有地球物理仪器的P3飞机的窗口望去,格陵兰冰盖基本上没有特色的表面正在探测下面的地质特征
信用:克里斯蒂·廷托/拉蒙特-多尔蒂地球观测站 科学家们发现了他们所说的格陵兰岛西北部冰层下一英里多深的巨大古湖床的沉积物——这是世界上首次发现这样的冰川下特征
湖床显然是在该地区没有冰但现在完全冻结的时候形成的,它可能有几十万年或几百万年的历史,包含了过去气候和生活的独特化石和化学痕迹
科学家们认为这些数据对于理解格陵兰冰盖在未来几年随着气候变暖可能会做些什么至关重要,因此该地点成为了一个诱人的钻探目标
描述这一发现的论文发表在《地球和行星科学快报》杂志上
哥伦比亚大学拉蒙特-多尔蒂地球观测站的博士后研究员、该报告的主要作者盖伊·帕克斯曼说:“这可能是一个重要的信息库,处在一个现在完全隐藏和无法进入的环境中。”
“我们正在努力尝试了解格陵兰冰盖在过去的表现
如果我们想了解它在未来几十年的表现,这很重要
“冰盖近年来一直在加速融化,其中包含的水足以使全球海平面上升约24英尺
研究人员通过分析机载地球物理仪器的数据绘制了湖床,这些仪器可以读取穿透冰的信号,并提供下面地质结构的图像
大部分数据来自作为美国国家航空航天局“冰桥行动”一部分的在冰原上空低空飞行的飞机
研究小组称,该盆地曾有一个面积约7100平方公里(2700平方英里)的湖泊,大约相当于美国面积的一半
S
特拉华州和罗德岛州的总和
盆地中的沉积物形状模糊地像切肉刀,范围似乎高达1
2公里(四分之三英里)厚
地球物理图像显示了一个至少由18个明显的一次性河床组成的网络,这些河床被刻在北面一个倾斜的断崖上的相邻基岩上,该断崖一定是湖泊的源头
图像还显示了至少一个明显的出口流向南方
研究人员计算出,这个曾经的湖的水深在大约50米到250米(最大大约800英尺)之间
利用地球物理仪器,科学家们绘制了格陵兰冰下一个巨大的古代湖泊盆地(这里用红色标出),面积约为2700平方英里
更红的颜色表示更高的海拔,绿色表示更低
蓝色显示的是一条切入基岩的水系,它曾是湖泊的水源
信用:帕克斯曼等人
,EPSL,2020年 近年来,科学家们在格陵兰岛和南极洲都发现了现存的冰下湖泊,它们含有夹在冰中或夹在基岩和冰之间的液态水
这是第一次有人发现化石湖床,显然是在没有冰的时候形成的,然后被覆盖并冻结在原地
没有证据表明格陵兰盆地今天含有液态水
帕克斯曼说,没有办法知道湖床有多老
研究人员说,在过去的1000万年里,格陵兰岛大部分地区的冰可能会周期性地上升和下降,可能会回溯到3000万年前
2016年由拉蒙特-多尔蒂地球化学家乔尔格·谢弗领导的一项研究表明,在过去大约一百万年的某个时候,格陵兰岛的大部分冰可能已经融化了一段或多段时间,但具体细节尚不清楚
帕克斯曼说,这个特殊的区域可能已经被多次覆盖和揭露,为湖泊的历史留下了广泛的可能性
帕克斯曼说,无论如何,盆地中沉积物的深度表明它们一定是在几十万年或几百万年的无冰时期形成的
“如果我们能找到那些沉积物,它们就能告诉我们冰何时存在或不存在,”他说
研究人员通过分析美国国家航空航天局收集的雷达、重力和磁力数据,收集了湖盆及其周围环境的详细图片
冰穿透雷达提供了冰下地球表面的基本地形图
这揭示了坐落在高海拔岩石中的平滑、低洼盆地的轮廓
重力测量显示,盆地中的物质密度低于周围坚硬的变质岩——这证明它是由从侧面冲进来的沉积物组成的
磁性测量(沉积物的磁性比固体岩石小)帮助研究小组绘制了沉积物的深度
格陵兰冰盖边缘一个新形成的湖,暴露了冰释放的沉积物
随着冰的消退,这样的湖床变得越来越常见
学分:凯文·克拉杰克/地球研究所 研究人员说,盆地可能是沿着一条长期休眠的断层线形成的,当时基岩伸展并形成了一个低点
或者,但可能性较小的是,先前的冰川可能已经冲出了洼地,让它在冰消退时充满水
沉积物中可能含有什么是一个谜
从冰原边缘冲刷出来的物质被发现含有花粉和其他物质的残留物,这表明格陵兰岛可能在过去的一百万年里经历了温暖期,让植物甚至森林得以生存
但证据并不确凿,部分原因是很难确定这些松散材料的年代
相比之下,新发现的湖床可以提供完整的化石档案和化学信号,可以追溯到迄今为止未知的遥远过去
研究人员写道,该盆地“因此可能是未来冰下钻探和恢复沉积物记录的重要场所,这些记录可能会对该地区的冰川、气候和环境历史产生有价值的见解”
沉积物的顶部位于1
在当前冰面以下8公里(1
1英里),这样的钻探会令人望而生畏,但并非不可能
在20世纪90年代,研究人员深入到格陵兰冰原的顶部近两英里处,发现了几英尺厚的基岩——当时是有史以来钻得最深的冰芯
这项耗时五年的壮举,此后在格陵兰岛就再也没有出现过,但一项旨在到达格陵兰岛西北部另一处较浅基岩的新项目正在计划中,时间将持续几年
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