南極冰層下驚現巨型結構!水下無人機神秘失蹤
南極冰層下究竟隱藏著什麼?最近,一支研究團隊利用水下無人機深入南極冰川,發現了令人驚嘆的巨型結構,但這架無人機卻在任務完成後神秘失蹤,為這項研究增添了一層神秘色彩。
「我們過去曾利用衛星資料和冰芯來觀察冰川的變化,」哥德堡大學海洋學教授安娜·瓦林(Anna Wåhlin)表示,「但這次透過水下無人機進入冰層下的空腔,我們獲得了高解析度的冰層底部地圖,這就像看到了月球的背面一樣令人興奮。」
這項探險任務於2022年進行,水下無人機在冰川下往返行駛了超過1000公里,並深入冰層空腔17公里。瓦林教授指出:「我們需要更好的模型來預測未來冰架的融化速度。當海洋學家和冰川學家合作,將遙感技術與海洋實地資料結合時,這是非常令人振奮的。這對於理解冰川變化的驅動力——海洋,至關重要。」
研究團隊已經公佈了調查結果,其中包括一些有趣的發現。例如,他們在冰川底部發現了奇特的峰谷結構,這些結構是由水下洋流緩慢侵蝕並進一步深入裂縫所形成的。更令人驚訝的是,這些峰谷中出現了類似沙丘的特徵,長達400公尺。團隊分析認為,這些特徵是由於地球自轉導致的水流運動所形成的。
「如果你仔細觀察這些形狀,它們並不對稱,而是像藍貽貝一樣彎曲,這種不對稱性是由地球自轉造成的,」瓦林教授解釋道,「在地球上移動的水會受到科氏力(Coriolis force)的影響,在南半球,這種力會作用於運動方向的左側。如果我們的推測正確,那麼在靠近冰層的水層中,摩擦力與科氏力達到了平衡。」
這種水流模式被稱為「埃克曼螺旋」(Ekman Spiral)。根據美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)的解釋,當表層水分子因風力移動時,它們會拖動下方的深層水分子。每一層水分子都受到上一層的摩擦力影響,且每一層的移動速度都比上一層慢,直到約100公尺深處,這種運動才會停止。
深層水受到科氏效應的影響,水流的擴散方向會根據所在半球而有所不同。在北半球,水流會向右擴散;在南半球,則會向左擴散。NOAA進一步解釋:「因此,每一層更深的水層會向右或向左移動得更慢,形成螺旋效應。由於深層水比淺層水移動得更慢,它們會『扭轉』並與表層水流相反。」
研究團隊指出,較舊的「淚滴」形狀尾部與水流方向更為平行,這符合埃克曼理論的預期,但他們也強調需要更多的觀察來驗證這些發現。
然而,令人遺憾的是,自這次探險任務後,這架水下無人機在「末日冰川」(Doomsday Glacier)下失蹤了。在潛水過程中,無人機並未與研究人員保持持續聯絡,而是按照預設路線行駛,並使用先進的導航系統從冰層下返回開闊水域。
儘管在冰層下進行了多次成功的潛水任務,但在2024年1月的一次任務中,這架名為「Ran」的無人機未能出現在預定的會合點。儘管團隊使用了聲學裝置、無人機和直升機進行搜尋,但至今仍未找到它的蹤跡。
「這就像在大海撈針,但我們甚至不知道大海在哪裡,」瓦林教授在1月的宣告中表示,「目前,Ran的電池已經耗盡。我們只知道在冰層下發生了意外。我們懷疑它遇到了麻煩,然後某些原因阻止了它返回。」
團隊認為,這可能是Ran的終結,但他們也指出,這比讓它老化並在車庫中積灰要好得多。他們現在計劃替換這架無人機,並繼續進行這項重要的研究。
這項研究已發表在《科學進展:海洋學》(Science Advances: Oceanography)期刊上。