聽，南極冰架在“唱歌”

第二看臺

冰架是極地冰蓋流入海洋后漂浮在海洋中的部分。南極盛產冰架，之前很多研究論文都預測地球在未來幾十年后海平面上升多少的命運，取決于南極冰架。正因如此，南極冰架，尤其是南極洲最大的羅斯冰架，一直是科學家研究的焦點。

據媒體近日報道，科學家用34臺地震監測器監測南極羅斯冰架的變化，在分析羅斯冰架上的地震數據時，意外錄下了冰架的“歌聲”。這項新研究的主要作者、科羅拉多州立大學地球物理學家和數學家Julien Chaput形容：“這有點像你在冰架上吹笛子。”

該研究發表在《地球物理研究快報》上。那么，冰架為何會“唱歌”，“歌聲”又透露出什么信號?記者就此采訪了相關專家。

冰架怎么會發出嗡鳴

“地震監測器可以及時捕捉到冰架振動信號，這是國際上目前對冰架實地監測的常用手段。”北京師范大學全球變化與地球系統科學研究院院長程曉告訴記者。

羅斯冰架是一大片漂浮的冰川，從南極中部的高原一直向外延伸800千米，是一大片綿延不斷的冰崖。為更好地了解羅斯冰架的物理特性，研究人員將34個極其敏感的地震傳感器埋在了它的積雪表面下。

從2014年底到2017年初，這些傳感器讓研究人員能夠監測冰架的振動，并對其結構和運動進行研究。但讓他們意外的是，監測器捕捉到了大量詭異的“嗡鳴聲”。這種聲音需要科學家經過特殊處理(頻率加大1200倍)，才能被人耳聽到。

那么冰架為什么會“唱歌”呢?原來冰架表面有一層如同毯子一樣的粒雪層，強風掠過冰架表面時與表層粒雪接觸就會發出聲音，如同沙漠里風掠過沙丘會發出像鼓一樣的聲音一樣。

程曉認為這項研究最讓人覺得了不起的地方，是我們通常把這些環境信號當做噪聲濾除掉，但美國科學家卻進一步去分析這些噪聲的頻率，進而找到了監測南極洲冰架的“新”方法。

“歌聲”起伏告訴我們什么

科學家們發現，冰架的“歌聲”不是一成不變的，而是有高低起伏。其起伏主要與兩個因素有關，一是冰架表面的變化，二是風的變化，就像吹笛子一樣，堵上不同孔、吹不同強度的氣就能演奏不同的旋律。

冰架表面的主要變化過程包括雪面積累、融化、雪丘形成與變化以及冰裂隙的形成等，是冰架受大氣、海洋作用影響后的反映。而風的變化則與地球系統的變化密切相關。

羅斯海地區下降風不斷增強的觀測事實表明，全球變暖使得海陸氣壓梯度增加，導致下降風強度增大。下降風強度增大又可能導致近岸冰間湖海冰產量增加，冰間湖表層海水鹽度增加、密度增大，可能使得底層暖水上翻加大，對冰架底部和表面產生影響，導致冰架底部和表層發生融化、形成裂隙而發生崩解，加速海平面上升。

因此，冰架“歌聲”的起伏不是一個孤立的現象，它與全球氣候變暖密切相關，可以引申到地球系統的多方面變化。通過冰架聲音的變化，科學家可以判斷冰架結構是否改變、冰山融池或冰裂縫是否正在形成。