【极地科学科普】为什么科学家要去南极?

发布者:科研处-张懿发布时间:2023-03-03浏览次数:889

南极洲对科学家来说非常重要,因为它是地球上唯一还未被开发利用的大陆,所有在南极进行的活动都会受到国际商定规则的监管和控制。

以下是科学家们热衷于对南极洲进行研究的原因:

1. 南极具有值得研究的独特生态系统,尤其是各种生物如何能在极端严寒的生存条件下顽强生存并茁壮地成长的原因研究。

2. 南极洲气候极度干燥,大气透明度高,从清晰度上看,在南极安装望远镜可与太空望远镜媲美,而且成本更低,是最佳的宇宙观测地。

3. 气候数据记录——在南极洲的冰层和土壤中保存着过去100 万年甚至更久的气候信息,这些记录结合着古代大气样本可以更容易地推断出具体的年代。

4. 南极远离人类活动,污染少,保留着最原始的生态环境,是进行各种现象研究的理想场所。

5.  南极是地球上最容易发现陨石的地方。 

6.  从天气效应和气候变化两方面研究南极大气层和南大洋对世界其他地区的影响。

7. 了解冰盖是如何增厚和缩小的。南极的冰层很厚,一旦整个南极融化,全球海平面将会上升60米。因此,南极即便是发生微小的变化也会带来不可忽视的影响。

8. 通过了解南极洲的自然历史,我们可以从冰盖、海平面和温度的数据来作为预测未来气候变化的指标。

9. 确定南极洲的变化是由于人类活动还是自然发生的结果。


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南极望远镜,一种短波无线电望远镜


以实现科学回报率最大化和人类足迹最小化为目标

2014年,国际组织南极研究科学委员会(SCAR)第一次举办了未来20年甚至更长的时间里关于南极洲科学研究优先事项的会议。来自22个国家的75名科学家和政策制定者参加了本次会议,他们经过讨论、辩论和投票后对此目标达成共识。

地质科学

科学家们通过使用带有探冰雷达和激光扫描仪的飞机对南极东部甘布尔采夫冰下山脉(Gamburtsev Subglacial Mountains)进行了勘探,发现在600米厚度的冰盖下掩埋了绵延1200公里,高达2700米的山脉和冰下湖泊,大小相当于欧洲阿尔卑斯山。它们大约是在10亿年前开始形成的,被认为是南极冰川的起源地。

采用钻孔和取样的方式绘制和记录永久冻土地区过去的气候变化调查南极永久冻土和土壤是如何变化的以及与冰和大气相互作用的方式。

对冰下火山活动影响的调查。埃雷布斯火山坐落在南极洲,是地球上仅有的三座具有永久熔岩湖的火山之一。虽然这座火山在冰盖的上方,但最近在其下方发现了许多其他火山活动区域。由于冰下的融水可以起到润滑剂的作用,因此科学家们认为这些地区对冰川运动有重要影响。


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 跪地取样的地质学家


生命科学

了解磷虾在南大洋的分布和运动轨迹。磷虾,一种外形很像虾的甲壳类动物,是南大洋里高级捕食者(如企鹅、海豹和鲸鱼)的主要食物,人类也对它们进行商业捕捞,因此了解并能学会预估磷虾的数量将有助于渔业的管理,野生动物的保护以及气候变化的研究。

研究员在偏远和人烟稀少地区对大型动物种群进行遥感。通过卫星拍摄南极地区的高分辨率照片可以估计出帝企鹅的数量,并为它们寻找新的栖息地。此外,小型传感器还可以放置在动物身上,以追踪它们在海洋中的运动轨迹。

研究海洋酸化对造壳无脊椎动物的影响。当空气中的二氧化碳溶解在水中时,二氧化碳的增加会导致水体酸化,影响甲壳动物和软体动物形成外壳和其他外骨骼的能力,但是目前尚不清楚其产生的后果。


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企鹅饮食分类 


物理科学

科学家们在南极观测到的宇宙微波背景辐射为宇宙大爆炸后的瞬间景象提供了具体的证据。这是因为南极海拔较高,干燥的空气相对稀薄,那些被测量的微波在爆炸之后几乎没有被吸收,因此他们可以在这里进行更加精准的观测。

国际跨南极科学考察队(ITASE)通过使用拖拉机火车牵引物资,越过冰盖收集冰芯,从最偏远的地方收集了冰、大气和天气数据,为研究南极洲对环境和气候变化中的影响提供了更完整的数据集。

为了研究海洋对大气碳和热量的吸收和分布以及对全球气候的影响,研究人员需要在船只和飞机上收集海洋的空气、海洋内部以及南大洋与其他海洋之间相互作用的数据和测量结果。数据还来自水下自动驾驶车辆,甚至来自南极海豹潜水时携带的具有在固定时间后脱落的仪器。


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帐篷和营地


还有许多长期的数据收集活动,这些活动需要多年建立数据集以识别模式和模式变化,以下是一些示例:
1.用于预报和显示气候趋势的地表和高空天气数据。
2.高层大气臭氧浓度变化测量数据。
3.用于监测大气和冰层中温室气体变化的空气和雪的样本。
4.全球闪电发生情况和磁层波动活动的地面测量。
5.地球中间层(距离地球表面以上87公里)温度的地面测量数据。
6.监测斯科舍海的特定海洋物种。
7.测量洋流、营养物和温度的变化。
8.观测海冰,确定其年份和近十年的变化趋势。
9.调查陆地和海洋生物群的多样性。
10.对地质和地球进行物理调查,以及冰层和地表的特征调查。

11.进行空中摄影和地面地形勘测。


译者:陈凯微 19级经济学院侯芷芸

原文链接:

https://www.coolantarctica.com/Antarctica%20fact%20file/science/science-in-antarctica.php