探索格陵兰的水下冰川：科学家预测海平面上升的突破性任务

格陵兰面向海洋的冰川边缘。由德克萨斯大学奥斯汀分校领导的一支研究考察队即将对这些冰川进行首次水下机器人勘测。图片来源：欧洲航天局

来自德克萨斯大学奥斯汀分校的科学家团队已经开始了为期四周的考察，探索格陵兰沿海冰川的水下边缘，以了解更多有关未来海平面上升的信息。科学家们将与国际合作伙伴合作，调查控制这些巨大冰川融化的过程，以及这对格陵兰冰原的未来意味着什么。

与研究人员一起工作的还有一个机器人潜水器，它将收集冰川水下壁和含有沉积物的融水的测量数据，这是一项从未尝试过的近距离测量。科学家们还将对海底进行广泛的勘测，并收集沉积物岩芯，以便让他们回溯过去，看看过去的气候变化时期是如何影响冰川的。

Nereid Under Ice（NUI）是由伍兹霍尔海洋研究所开发和运营的机器人潜水器，于 2019 年在北冰洋进行考察。UT奥斯汀分校领导的这次任务将依靠该潜水器在格陵兰大型冰川附近的困难条件下作业的能力。图片来源：路易斯-拉马尔，阿凡达联盟基金会提供

了解沉积物和冰川稳定性

考察队首席科学家、德克萨斯大学地球物理研究所（UTIG）和德克萨斯大学地球与行星科学系研究教授吉妮-卡塔尼亚（Ginny Catania）说，一个关键的研究问题是沉积物在减缓冰川融化中的作用。UTIG是这次考察的牵头单位，隶属于德克萨斯大学杰克逊地球科学学院。

"大部分冰原已经后退，但有一些冰川没有后退，旁边的冰川后退了很多。这可能是因为沉积物正在稳定冰川，"卡塔尼亚说。

冰川下的沉积物如何堆积成冰碛，以及UT Austin 领导的探险队计划如何探索冰川环境。图片来源：Ginny Catania

研究人员认为，冰川受到称为冰碛的水下墙壁的保护，免受海洋暖流的侵袭，这些水下墙壁是由冰川下的沉积物堆积而成的。冰川前进时也会形成这些支撑墙，推平前方的海底。

但是，它们在减缓融化速度方面有多大作用，形成的速度有多快，又能持续多久？回答了这些问题，科学家们就能更好地了解格陵兰岛和南极洲冰盖的未来。这些答案反过来又有助于预测未来几年海平面上升的速度。

首席科学家金妮-卡塔尼亚（Ginny Catania）和杰克逊学院研究生凯西-维吉利亚（Casey Vigilia）在前往研究区域的途中，检查探险队第一个目标--康格尔德鲁索克冰川--的初步测深数据。图片来源：Marcy Davis/德克萨斯大学地球物理研究所

先进技术和数据收集

卡塔尼亚解释说："这是一次重大任务，我们要利用这些过去无法使用的非常复杂的工具，尽可能多地捕捉有关冰川在水下行为的信息。"

NUI 正在凯尔特探索者号研究船的甲板上等待部署。机器人潜水器的第一个勘测目标是西格陵兰的大冰川 Kangerdlussauq。图片来源：Marcy Davis/德克萨斯大学地球物理研究所

冰下机器人潜水器（NUI）是收集数据以回答这些问题的关键。NUI 是由伍兹霍尔海洋学研究所的工程师开发和操作的，他们也在这次任务中登船。它专门设计用于在冰川峡湾险恶的冰雪环境中航行，利用传感器和采样器测量冰下流出的沉积物，并对冰层和海底进行前所未有的近距离地球物理勘测。

爱尔兰海洋研究所的凯尔特探险家号考察船（RV Celtic Explorer）上的 XOcean 海面无人机和大型仪器也将进行类似的测量。研究人员还将利用无人机从冰川表面收集数据。

由XOcean公司提供的海面无人机。研究人员将遥控无人机穿过冰原，到达冰川高耸的表面，在那里对海底和沉积壁（称为冰碛）进行高分辨率扫描。图片来源：Marcy Davis/德克萨斯大学地球物理研究所

对沿海社区的影响

卡塔尼亚还领导着德克萨斯州的一项海岸研究工作，他说，这次考察揭示的未来海平面上升情况对全世界的沿海社区都至关重要。她说："很多研究需要了解海岸将如何应对这种淹没，以及政府可以做些什么。"

海洋研究所的研究船凯尔特探险家号准备驶往格陵兰岛。由UT Austin领导的探险队将利用船上的仪器以及机器人潜水器、海上和空中无人机对冰川壁进行勘测。图片来源：Sean Gulick/杰克逊地球科学学院

合作研究

卡塔尼亚的考察队由 24 名研究人员、工程师和学生组成，他们来自七所院校，包括UT、伍兹霍尔、佛罗里达大学、俄勒冈州立大学、罗格斯大学、塔夫茨大学和丹麦奥胡斯大学。凯尔特探险家号的 15 名船员为他们提供支持。

这次探险于 2022 年首次宣布，由凯克基金会（Keck Foundation）和美国国家科学基金会（National Science Foundation）资助。

编译自/scitechdaily