无人驾驶潜艇"Ran"绘制了南极洲西部多特森冰架的底部地图

这次考察于 2022 年在南极洲西部的流冰地区进行。在 2024 年的回访中，Ran在冰下消失得无影无踪。图片来源：Filip Stedt

自动潜航器"Ran"被设定为潜入南极洲西部多特森冰架的空腔，用先进的声纳系统扫描冰架上方的冰层。在 27 天的时间里，这艘潜艇在冰川下来回行驶了 1,000 多公里，深入冰腔 17 公里。冰架是由支流冰川从陆地注入的大量冰川冰块，漂浮在冰架空腔上方的海面上。

"我们以前曾利用卫星数据和冰芯观察冰川随时间的变化。通过将潜水器潜入冰腔，我们能够获得冰底的高分辨率地图。这有点像看到月球背面，"领衔作者、哥德堡大学海洋学教授安娜-沃林（Anna Wåhlin）说。

自动潜航器"Ran"经过编程，可以在冰架下执行任务。先进的多波束声纳系统被用来绘制距离约 50 米的冰层底部地图。图片来源：Anna Wåhlin/Science Advances

在《科学进展》（Science Advances）杂志的一篇新科学论文中，研究人员报告了这项独特调查的结果。有些结果与预期相符。在强水流侵蚀冰川底部的地方，冰川融化得更快。科学家们利用潜水器首次测量了冰川下方的水流，证明了多森冰架西部融化如此之快的原因。他们还在冰川延伸的垂直裂缝处看到了大量融化的证据。

哥德堡大学海洋学教授 Anna Wåhlin。图片来源：Malin Arnesson

但是，研究人员也在冰川底部看到了新的图案，这引起了人们的疑问。冰川表面并不平滑，而是峰谷冰景，有高原和类似沙丘的地貌。研究人员推测，这些可能是在地球自转的影响下由流水形成的。

马尼托巴大学的冰川学家凯伦-艾利（Karen Alley）是这项多学科研究的共同作者，她对研究结果发表了自己的看法：

"Ran制作的地图代表了我们对南极洲冰架认识的巨大进步。我们已经对冰架基底的复杂性有所了解，但是Ran发现了一幅比以往任何时候都更加广泛和完整的图景。来自多森冰架底部的图像有助于我们解释和校准我们从卫星上看到的东西。"

科学家们现在意识到，在未来的冰川下研究任务中，还有大量的过程有待发现。

"测绘为我们提供了许多新数据，我们需要更仔细地研究这些数据。很明显，以前关于冰川底部融化的许多假设都不成立。目前的模型无法解释我们看到的复杂模式。但有了这种方法，我们就更有可能找到答案。"

多特森冰架是南极洲西部冰原的一部分，由于其面积和位置，被认为对未来海平面上升有潜在的巨大影响。

多特森冰川厚达 350 米。图片来源：安娜-沃林

"我们需要更好的模型来预测未来冰架融化的速度。海洋学家和冰川学家携手合作，将遥感技术与海洋学实地数据相结合，是一件令人兴奋的事情。"安娜-沃林（Anna Wåhlin）说："要了解正在发生的冰川学变化，就必须这样做--驱动力来自海洋。地球上已经没有多少未知区域了。看到Ran号消失在黑暗未知的冰层深处，在没有通讯的情况下执行任务超过 24 小时，这当然令人生畏。40 多次冰下任务的经验给了我们信心，但最终，充满挑战的环境击败了我们"。

这项研究的实地考察工作于 2022 年进行。2024 年 1 月，该小组与Ran一起返回多特森冰架，再次进行勘测，希望记录下变化情况。

在Ran消失得无影无踪之前，他们只能在多特森冰架下重复一次潜水。

"虽然我们获得了宝贵的数据，但并没有得到我们所希望的一切。这些科学进步的取得要归功于"Ran"这一独特的潜水器。安娜-沃林说："要想了解南极洲冰盖的未来，就必须进行这项研究，我们希望能够取代'Ran'号，继续这项重要的工作。