科學家聆聽冰川 揭海洋奧祕

編譯/韋士塔 |2022.10.15
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全球暖化,已加快冰川消融的速度。圖/法新社

編譯/韋士塔

巨大的冰川看起來像一動不動的物體,但在冰川流動、破裂、擴張及收縮的過程會不斷發生聲音。事實上,冰川的冰塊以泡泡著稱。阿拉斯加的郵輪常使用取自冰川的冰塊添加至飲品,這些冰塊緩慢釋放被封存數百甚至數千年的高壓空氣時,會發出獨特的嘶嘶聲。

冰川發出的聲音,不僅限於令消費者感到新奇的冰塊;由於氣候危機加劇,世界各地許多冰川正持續消融縮小,科學家們也正分析這些聲音,希望能更準確預測冰川融化的速度,以及冰川融化對海平面上升的影響。

加州聖地牙哥斯克里普斯海洋研究所(Scripps Institution of Oceanography)的研究員狄恩(Grant Deane)表示:「隨著大氣及海洋變暖,冰川正迅速消退,想預測海平面上升的狀況,必須監測這些冰川系統,分析水下聲音可能是一種重要且有趣的方法。」

狄恩從事水下聲音研究逾20多年,他指出,冰川消退有兩個主要過程,分別是融化與崩解,而且都會發出明顯的聲音;「當冰川融化時,會發出清晰的氣泡爆炸聲,崩解時則發出類似打雷的深沉、不祥的隆隆聲。」

融化與崩解都發生在冰川與海洋的交界處,這些區域非常危險。也因此,遠距監控的聲學,對冰川研究極為重要。

海洋學家嘗試使用聲學技術,量化融冰及海平面上升速度。 圖/法新社

海洋學家柏格(Wolfgang Berger)曾建議,使用水下聲音預測冰川融化,以及監測格陵蘭島的冰層。狄恩則表示,他過去持續研究氣體如何從海洋轉移到空氣,目前則開始聆聽冰川的聲音。

他表示:「海平面持續升高,將對人類的文明產生重大影響。我們必須預測冰層的穩定性,以便在環境出現變化妥善應對。」

狄恩與波蘭科學院(Polish Academy of Sciences)的格羅瓦基(Oskar Glowacki), 使用水下麥克風記錄挪威北部冰川崩解的聲音,配合延時攝影,證明能以聲音推算冰川消融的數量。

狄恩並指出,氣泡也含有重要的訊息;他說:「如果我們可以計算特定時間內有多少氣泡從冰中冒出,就可以算出有多少冰融化,這可能是了解未來冰川融化程度的關鍵。」

狄恩的研究已證實氣泡產生的聲音強度,會隨著水溫的升高而增加,不過他強調,氣泡的體積會根據其釋放方式而變化,另外,地質與各地條件的差別,也會讓不同地區冰川發生的聲音出現差異。

科學家透過冰塊的氣泡,計算出融冰的數量。 圖/法新社

科學家目前已採用許多先進的技術研究冰川,包括地震學、衛星攝影、水下聲納及探冰雷達,但狄恩認為,聲學可以補充這些方法,提供更多細節。

他說,水下麥克風可以部署在冰川峽灣,長時間進行遠程監控,而且沒有如衛星觀測受限制,因為北極、南極1年有6個月暗無天日,聲學技術則不受光線影響,成本比其他方法低。

研究人員指出,聲學領域仍處於早期階段,要測量冰川的長期變化,需收集更多的聲音數據,但他們認為,這項技術擁有極大潛力。

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