俄羅斯科學(xué)院遠(yuǎn)東分院太平洋海洋研究所和美國(guó)阿拉斯加大學(xué)國(guó)際北極研究中心的研究人員利用回聲波法，研制出測(cè)量北極永凍層溫度的方法。有關(guān)專家指出，該科研成果對(duì)在全球氣溫不斷變暖的情況下監(jiān)測(cè)永凍層環(huán)境變化有重要意義。
在北極，不僅僅土壤凍結(jié)成了永凍層，海底也有一定深度的凍結(jié)。北極的冰巖圈對(duì)氣候變化非常敏感，北極永凍層中含有大量以溶解形式存在的甲烷。全球氣候變暖可能引起永凍層出現(xiàn)融化，如果北極永凍層融化，將使大量藏在地球冰層中的甲烷氣體進(jìn)入大氣層，這將會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致地球氣溫升高，從而發(fā)生惡性循環(huán)，導(dǎo)致大規(guī)模生態(tài)災(zāi)難發(fā)生。
為了監(jiān)測(cè)北極永凍層的溫度變化，俄科研人員使用了頻率從50赫茲到2000赫茲的聲波。以前向海底投放探測(cè)器的測(cè)量方法既不方便，也不精確，現(xiàn)在的回聲波方法則簡(jiǎn)單可靠。
研究人員發(fā)現(xiàn)，凍結(jié)了的土壤對(duì)聲波的反射和吸收與正常土壤不同。永凍層幾乎不吸收聲波，相反還加強(qiáng)了對(duì)聲波的反射。如果海底沉積的溫度高于零攝氏度，聲波穿透的深度很小，在2毫秒內(nèi)將被反射；如果海底沉積的溫度在零攝氏度以下，聲波穿透的深度將多出一個(gè)數(shù)量級(jí)；當(dāng)某一深處均勻?qū)颖粌鼋Y(jié)，聲波速度在凍結(jié)的界面上會(huì)發(fā)生急劇改變，而回聲信號(hào)很容易被記錄到。根據(jù)回聲信號(hào)，研究人員就可以準(zhǔn)確確定永凍層的溫度。
研究人員介紹說(shuō)，目前北極永凍層上層全年的平均溫度在0攝氏度到零下2攝氏度之間。但在最后一個(gè)冰川期，當(dāng)大部分北極圈處于陸地時(shí)，溫度為零下15攝氏度，至今海平面提高了大約100米，這個(gè)水層可靠地保護(hù)了永凍層中的甲烷。近年來(lái)，由于全球氣溫不斷升高，可能會(huì)引起永凍層融化，進(jìn)而導(dǎo)致釋放大量溫室氣體。
【來(lái)源：科技日?qǐng)?bào)；作者：董映璧】
