无线电回波探测发现冰川下的湖泊

近十年后通过第一个出版物出现在冰融化和湖泊的存在的理论在南极洲,中部之前发生了新的相关开发。它开始使用无线电回波测深测高法飞机在南极洲。这些飞机的飞行员报告说,与实际海拔高度计偶尔显示错误的海拔相比时,他们的飞机低飞在冰川或冰山。这种差异是解释由于无线电回波反射的混合物从空气/表面边界和反射来自冰川的底部或内部层冰川。这个发现暗示,寻找合适的频率和开发适当的监控设备会导致无线电回波探测作为一种新的和强大的冰原的方法研究。

第一个实验发现使用这种方法包括一系列的冰川下的湖泊低于南极冰盖的核心部分由一群由g . de博士领导的英国科学家问:罗宾,当时的负责人斯科特极地研究所(撒)剑桥大学,和文章的作者热政权的南极和格陵兰冰盖(罗宾,1955)。撒集团在与电磁实验室密切合作的丹麦技术大学的极地项目分工(立筋)和美国国家科学基金会(NSF)。这种合作是有利的,因为它结合了专业知识在电子和天线设计立筋,撒新设备的发展,美国的后勤能力lc - 130飞机的安装设备和远程航班大面积的冰盖与高精度惯性导航系统(Robin et al ., 1977)。这是前几天全球定位系统(GPS、GLONASS)在使用中,当飞过毫无特色的地形是困难的,特别是如果你需要准确的导航。结果,许多航班,如图4.1所示,必须使观看距离内Vostok站,从而确保减少导航错误。

图4.1。无线电回波探测飞行线1967 - 1975年期间在南极洲进行操作(改编自罗宾et al ., 1977)。缩写:RIS -罗斯冰架;南极站:B -伯德;C - C穹顶;D -杜蒙特D 'Urville;H -哈雷湾;M麦克默多;S -南极;V - Vostok。

大部分的结果从这些航班由冗长的电影记录,在飞行路径、时间和位置的无线电反射从冰层中持续的监控。这部电影记录显示冰/岩石界面(冰盖底部)以及无数near-parallel,内部层反射。冰盖底部在大多数反射出现不规则的垂直粗糙度超过500的分辨率和水平长度约300公里。

在一些地方的外观和强度反射是完全不同的,出现水平和光滑。面积与尤其强烈反射这种被记录在南极东部的中心部分Sovetskaia站附近,冰层厚度约4200米的地方。这是解释为罗宾博士和他的同事作为冰水层边界。

进行进一步的研究,在1971/1973赛季,表明,平坦,光滑的表面(一些公里长)具有高反射系数是常见的在南极东部(Oswald和罗宾,1973)。

图4.2。无线电回波探测显示一个冰下湖(g .罗宾德问:1993年,珀耳斯。commun)。

研究这些特点的底部反射持续在1974/1975赛季。其他分析17例这种都坐落在南极东部地区的一个证据冰的床由坚固的岩石,的速度冰川运动很低(这意味着运输侵蚀碎片也低),和地表以上这些地区也近水平。罗宾博士和他的同事解释这种现象的冰盖底部湖泊(图4.2)。

不幸的是,厚度,或者深度,湖泊是未知的,因为无线电信号在水中不传播。很明显,厚度足够大比无线电回波信号的波长。

期间许多无线电探空航班1971/1972和1974/1975 Vostok附近的车站,因为大多数需要视觉接触车站为了正确飞机导航。这些航班的数量,大量“水倒影”注册,罗宾et al。(1977)表明,在该地区有一个大的冰下湖,其中心位于约190公里的北北Vostok站。的发现沃斯托克湖通过无线电回波探测了,但当时没有人意识到他们的研究结果的影响。

图4.3。罗宾博士的航班的地图Yostok站(改编自罗宾et al ., 1977)。(1)示意图sub-ice湖泊的位置检测到的无线电回波探测穹顶(B) -Yostok (“Y”)地区(改编自罗宾et al ., 1977)。飞行轨道在1971 - 1972和1974 - 1975赛季。增厚的部分线路定位sub-ice水体。轮廓代表海拔高度在米。(2)需要太阳之间的角度和低空飞行的飞机(罗宾逊,1960)。

回顾局面Yostok站:知道大多数无线电回波探测Yostok航班开始和结束,每次飞行识别存在的液态水的冰盖底部。然而,地震研究的冰盖底部Yostok车站是在1964年,进行解释,它代表了一层冷冻沉积物,不是水。这个分歧提出了一些疑问解释由罗宾的集团,因为来自地震研究的证据是传统上被认为是比无线电回波测量更准确。

尽管分歧,罗宾博士坚持一个大湖的存在,导演特别注意数据从130号航班在飞行行“一”在图4.3和8.1。他相信这班飞机沿长轴的旅行

图4.3。罗宾博士的航班的地图Yostok站(改编自罗宾et al ., 1977)。(1)示意图sub-ice湖泊的位置检测到的无线电回波探测穹顶(B) -Yostok (“Y”)地区(改编自罗宾et al ., 1977)。飞行轨道在1971 - 1972和1974 - 1975赛季。增厚的部分线路定位sub-ice水体。轮廓代表海拔高度在米。(2)需要太阳之间的角度和低空飞行的飞机(罗宾逊,1960)。

“湖?

图4.4。冰川下的湖泊的位置确定的无线电回波探测(改编自Siegert, 2001)。附近的湖泊集中冰分裂。

湖,穿过。地震测深Vostok车站,然而,他认为是位于远离湖。

应该注意的是,主要的无线电回波探测连续记录相机有了电影在飞机到达后不久就在湖边,和一个主要部分沿着湖的时候,飞机飞不工作。科学家们在飞机上修理它,摄像机记录了底水湖结束前再次反射。墨菲定律的情况就是一个很好的例子。罗宾博士描述了问题:“…的无线电回波记录相机挤在这个航班的一部分,但当时的印象形成是湖的回声出席更多的不连续部分很(如图4.3所示)。仔细检查1971 - 1972飞行记录还显示湖回声路径接近这一区域。我们认为,所有这些回声源自几乎连续的水域,长湖的维度与一个典型的宽度约180公里的45公里”(Robin et al ., 1977)。终于可以说这是一次实际的发现Vostok湖。

机载无线电回波探测的运营基地由罗宾博士是麦克默多站,之后,我很幸运我有从野外工作回来罗斯冰架项目(RISP)。罗宾博士告诉我他的发现在这个时候,我提到过我的想法检测痕迹的大型冰川下的湖泊表面的冰层,冰层表面的部分从视觉研究从低空飞行的飞机。我告诉他,我花了我的第一个冬天在南极洲和航空的高级导航器群苏联1958年南极探险(SAE),罗宾逊先生曾告诉我,当他从米尔内飞往Vostok站,和其他飞行员,看到了一些相对较大的地区的高原表面截然不同的。这些领域总是出现在同一个地方,和飞行员使用导航,称他们“湖泊”(罗宾逊,1960)。

然而,可以看到“湖泊”只有当低空飞行的飞机旅行的“湖”,其视角很低。在短信的编辑SAE信息公告,罗宾逊提到“…自然地标的内部包括大陆,除了个别山和山的山脊,椭圆形的萧条与温和的“海岸”是可见的一架飞机在高原。这些萧条的深度通常不超过20 - 30米,长度,10 - 12公里。这些不寻常的萧条是有时被称为“湖泊”飞行员。这些湖泊从空气中清晰可辨的斑点在白色的背景下高原,尤其是当太阳的课程的角度接近180°”(罗宾逊,1960)。我不同意他的意见,“湖泊”出现萧条与深度不超过20 - 30米,因为还没有人访问了这些“湖泊”在地面上。“萧条”和“深度”可能是任意添加到文章中,甚至在编辑器的源之前发布这封信。罗宾逊从什么告诉我,我得到的印象差异在边缘的“湖”和“湖”本身是一个光学特性的结果,因此你不能真正“看到”“湖”(这取决于低太阳角有一件事)。

罗宾逊先生和我花了南极的冬天,给我更多的时间来了解这些“湖泊”。在他短暂的文章发表后不久就在一次飞机坠毁事件他遗憾的是失去了生活在北极。

罗宾逊的“湖泊”表面的中央,因此厚,南极冰盖的一部分,连同罗宾博士的发现了一个大冰下湖附近Vostok站,代表了一个清晰的、简单的、重要的信息。一个冰下湖,一到两个数量级大于冰盖的厚度上面,必须是透明的,表现出表面的表达它的存在。条件的冰盖冰川沿着粗糙的岩石边坡的床上,那些漂浮在水面上的sub-ice湖是截然不同的。这个区别是显示在表面,如果湖的大小足够大而冰层的厚度。

很奇怪,这个想法不发生罗宾逊先生和我在1959年当我们讨论了他的“湖泊”,因为那时我已经知道永久底部的融化南极冰盖在中央。

所以,我们离开南极,不幸的是,我从来没有问他看看他的飞行地图看到湖泊分布,认为我们以后会有足够的时间。不久之后,他失去了他的生命。后来我试图找到这些湖泊的证据来自其他飞行员,但没有人肯定会说什么。它看起来就像鲁滨逊先生一直对自己的所有信息。他是一个毕业于极地国家学院的地理学分支莫斯科州立大学,希望攻读博士学位。雷竞技手机版app1975年的记忆在麦克默多,我的朋友,我试图找到表面证据他上面的“湖泊”的巨大的冰下湖由罗宾博士和他的团队发现的。

罗宾博士的想法热情,我们很快就一个特殊的飞行的明显证据。我说“特别”,因为模拟条件,罗宾逊先生的航班lc - 130飞机必须飞表面只有几百米的高原,练习是过度的燃料消耗和危险。

罗宾博士写以下事件:

在非正式的讨论这个功能……中情局Zotikov……报告关注罗宾逊(I960)…浅雪的存在表面凹陷Vostok地区…

后续飞行大冰下湖确实给视觉确认,与湖的岸边出现相应地区的雪更白——在某些情况下与无线电回波的边缘的结果。我们建议这些“湖泊”是可见的,因为不同的外观统一的平面(湖)和坡度(海岸)。这可能是由于要么反照率的变化引起的两个表面之间的相对太阳角度的差异,或少直接造成的纹理变化不同的积雪率。

冰下湖的程度无法明确定义,因为不幸的是其中的一个无线电回波记录相机挤在这个航班的一部分,但当时的印象形成是湖回声出现在更多的不连续部分很(图4.3)……我们认为,所有这些回声源自几乎连续的水域,长湖的维度与一个典型的约180公里宽45公里。

的基底摩擦这种大面积必须将产生一些影响冰盖的上表面,并在我们的例子中显著水平基底表面,一定程度上表面似乎是一个合理的结果。我们的测量不够准确,但是表示的意思是表面的斜率小于1 2000年与700年的区域价值约。

大区域对应于“水”痕迹都位于底部,罗宾逊的“湖泊效应”已经从低空飞行的飞机(图4.3(1))被罗宾博士在地图上阴影。我们现在知道这阴影区域是湖Yostok所在。现在所谓的实际发现湖Yostok由罗宾et al .(1977)发表在著名的《皇家学会哲学学报的伦敦,虽然它被许多,当时它没有产生对科学世界的兴趣一样。

一些年之后,罗宾博士的学生,Mclntyre先生,编译南极东部的地图的指示一个大冰下湖,湖Vostok所在(Mclntyre, 1983;Siegert et al ., 1996)。这个湖是Mclntyre的地图上标记Vostok湖,11年之前第一个提到的名字在任何其他文学出版。

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