“机器人”首次深入南极冰架下方，漂流 8 个月后仍幸存并带回关键海洋数据

12 月 13 日消息，一台自主海洋机器人近日完成了一项此前从未实现的任务：在无人、无船、无固定传感器能够抵达的情况下，连续数月穿行于巨大冰架之下，并成功带回了有史以来首个横跨南极东部冰架的海洋剖面数据。相关研究成果已于 12 月 5 日发表于 《科学进展》。

这是一枚配备温度与盐度传感器的 Argo 浮标。在长达两年半的时间里，它独自漂流穿越南极洲东部最严酷、最难以接近的区域之一，在丹曼（Denman）冰川和沙克尔顿（Shackleton）冰架下方完成了约 300 公里的航程。

在此过程中，该浮标共采集了近 200 组海洋剖面数据，获得了科学界此前从未直接测量过的冰架下海洋信息。

在这次观测周期中，该浮标曾连续 8 个月消失在冰层之下。研究人员一度认为它已经不幸遇难，但当它重新浮出水面时，传回了首条来自东南极冰架下方的完整海洋剖面观测序列。

“我们确实很幸运，”澳大利亚联邦科学与工业研究组织（CSIRO）海洋学家史蒂夫・林托尔博士表示，“这枚勇敢的浮标在丹曼和沙克尔顿冰架下漂流了 8 个月，每 5 天就从海底到冰底采集一次数据。”

初探冰下世界

这份前所未有的数据集揭示了两座冰架截然不同的状态。位于东南极北缘的沙克尔顿冰架目前尚未发现来自下方的暖水入侵迹象，短期内不太可能因为海洋而快速融化。

但丹曼冰川的情况则更为严峻。该冰川一旦完全崩塌，理论上可使全球海平面上升约 1.5 米。新数据表明，已有暖水触及丹曼冰架底部。

研究显示，即便暖水层厚度出现细微变化，也可能显著加速冰底融化，使冰川向不稳定消退状态迈进。

关键影响因素位于冰架下方仅约 10 米厚的边界层。“浮标的一个重要优势在于，它们能够直接测量控制冰底融化速率的边界层特性，”林托尔博士表示。

冰下世界长期“盲区”被首次点亮

由于南极冰架厚度可达数百至上千米，其下方的空腔长期处于观测盲区。通过钻孔直接进入冰架内部成本极高，实施次数极少。过去数十年，科学家只能依赖间接推算来评估冰架下的海洋环境。

这枚 Argo 浮标改变了这一局面，但过程并不顺利。“问题在于，冰层阻挡了浮标浮上海面，”林托尔博士解释说，“它无法与卫星通信，也无法获取 GPS 定位。”

为还原浮标的运动轨迹，研究人员采用了“侦探式”分析方法：每当浮标触碰冰底，它都会记录冰架底部的深度。研究团队再将这些数据与卫星获取的冰架底部地形信息进行比对，从而推算出浮标在冰层下的行进路径。

研究团队认为，这次成功为未来的南极监测提供了可复制的技术路径。“如果能在南极大陆架部署更多类似浮标，将彻底改变我们对冰架受海洋变化影响程度的理解，”林托尔博士表示，“这将有助于减少未来海平面上升预测中最大的一个不确定性来源。”

附论文地址：
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adx1024