地球科學

水下無人機看南極冰融

這項冰下觀測任務傳回的資料,有助於科學家預測海平面上升。

撰文/哈里斯(Mark Harris)
翻譯/鍾樹人

地球科學

水下無人機看南極冰融

這項冰下觀測任務傳回的資料,有助於科學家預測海平面上升。

撰文/哈里斯(Mark Harris)
翻譯/鍾樹人


在明亮、表面平滑的南極洲冰棚下方深處,有一片迥異於地貌的黑暗景色,此處峽谷與階地顛倒向上延伸、直至冰棚。這些巨大冰瀑在南大洋嚴寒水域漂浮,其源頭是陸地冰河。今年,由美國華盛頓大學研發的七架水下無人機,將前往這片海域進行危險任務。他們的目標是:在這片溫暖與寒冷海水層交會的隱密顛倒景象下,觀察冰融過程,協助預測海平面的上升。


任職於華盛頓大學的克里斯欽森(Knut Christianson)是這項任務的冰河學家,主導該校「冰的未來」(Future of Ice)計畫。他說:「將近40年前,我們就知道冰棚本質上很不穩定。但我們並未真正了解這些系統的變化,更不清楚它們對海水溫度上升這類重大外界改變有何反應。」


先前科學家若想探索冰棚下方,得先鑽穿冰棚,然後把機器潛艇送到下方進行短程任務。克里斯欽森表示,這些成果受限於小區域,而且時間短暫;快照不一定能反映這個冰與水系統的整體特性。


這支新的機器探索隊伍中,有三架名為海中滑翔機(Seaglider)的自動推進機,以及四具浮筒;所有機具都配備溫度、壓力、紊流和溶氧的測量儀器。海中滑翔機每架要價10萬美元,會按照既定路線在冰棚下方繞行數星期後才返航;藉由調整浮力和機翼,這些海中滑翔機就能朝預定方向緩慢滑翔。相較之下,價值三萬美元的浮筒則靠洋流漂移,只能調節上浮或下沉。


如果海中滑翔機或浮筒上升時誤入裂隙或受困在階地下方,便無法自行脫離、也無法傳回訊號尋求援助。喬治亞技術研究所的工程師威斯特(Mick West)說:「這是非常危險的探勘任務。」威斯特沒有參與華盛頓大學的研究,但他的團隊曾在2015年放置一具繫纜式機器人(tethered robot)進入南極洲羅斯冰棚下方。


如果水下無人機真的迷航,華盛頓大學的科學家打算在2019年回南極去尋找它們。萬一科學家找不到無人機,它們的電池還可以運作一年;之後若有無人機浮上來,其他研究人員則可能撿到它並送回所屬機構。但在那之前,克里斯欽森希望利用機器傳回的資料改善海平面上升的模型。


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