利用地球的噪音看到格陵兰冰盖下方

斯旺西大学领导的一项新研究中描述了地球运动产生的噪音已被用来详细描述格陵兰冰盖下的地质条件及其对冰流的影响。

该团队研究了瑞利波——由地震等运动产生的地震波——以生成冰盖下方岩石的高分辨率图像，帮助确定哪些区域最容易受到更快冰流的影响。

格陵兰冰盖是地球上第二大淡水水库。然而，自 1991 年以来，冰盖的冰质量损失速度增加了六倍，约占全球海平面最近上升的 10%。

冰盖或冰川下方地下的地质条件在决定冰流方面起着关键作用。关键因素包括： 岩石层的构成;下面地壳的温度;并且在岩石和冰之间以液态形式存在的水量作为润滑剂，导致所谓的“基础滑移”并加速冰的流动。

然而，问题是如何评估地下深处正在发生的事情，因为格陵兰地处偏远，而且地面上覆盖着大约 2.5 公里厚的冰。

2009 年，格陵兰各地安装了一个永久性地震监测站网络，并已用于之前的研究。然而，这些研究对冰盖上的地质控制提供了有限的见解。

这就是新研究的用武之地。该团队能够通过测量从地球噪声中提取的瑞利波，绘制出远至 5 公里处发生的事情。这些地震波沿着地球表面传播，对地球特性的变化很敏感。

通过测量波浪的速度、形状和持续时间，研究人员能够计算出它们所穿过的材料： 岩石的机械特性，例如刚度和密度;岩石的分层和表层土壤的物理性质。

格陵兰峡湾：在斯旺西大学领导的新研究中，格陵兰冰盖下方 5 公里处的地球运动噪音已被用于详细描述地质条件以及对冰流和融化的影响。图片来源：Tavi Murray/斯旺西大学

瑞利波以椭圆模式传播，研究人员评估的特定特征是波内粒子运动的水平与垂直比率。

他们发现：

与冰岛热点轨道的拟议历史位置同时存在的高地热区域

低波速揭示主要快速流动出口冰川下的软沉积基质

一些出口冰川特别容易受到基底滑移的影响，包括雅各布港、赫尔海姆和康格尔德卢斯瓦克

地热变暖和基底冰的软化可能会影响彼得曼冰川和格陵兰东北冰流更快冰流的开始。

斯旺西大学的 Glenn Jones 博士作为他的 Ser Cymru II 研究奖学金的一部分领导了这项研究，他说：“这项研究强调了固体地球和冰盖动力学之间耦合的重要性。与固体地球的相互作用控制了过去，格陵兰冰盖的现在和未来动态。

“我们使用瑞利波椭圆形状的技术意味着我们可以建立比以前更详细的冰盖下方 5 公里结构的图片。

“这将使我们更好地了解导致冰块加速排入海洋以及随之而来的海平面上升的过程。”

除了斯旺西大学的冰川学家外，研究团队还包括来自伦敦大学学院、里斯本大学、塔斯马尼亚大学、巴塞罗那地球科学学院和博洛尼亚国家地质研究所的专家。

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