建筑电子产品可以在格陵兰冰盖下生存

2021-03-26 20:59:50

通过Grace Satellite计划,研究人员表明,格陵兰的冰板每年都在失去了约280亿吨冰 - 相当于接近150万奥运游泳池。对于像格陵兰和南极洲这样的冰川,这个熔融水的大部分都在海洋中有目的地,对海平面上升的情况有明显的后果。

更好地预测未来海平面上升将要求我们了解熔融水在内部 - 特别是在冰川下方的内容。但是这样做,研究人员需要通过冰川进行测量。本月早些时候,电气工程师和冰川学家Michael先前jones博士及其在英国,瑞士,丹麦和加拿大的合作者发表了他们的重新设计版,无线底层探测器 - Cryoegg-帮助研究冰川的内部“管道” 。

流过的熔融水和下面的冰川可以最终进入小口袋,大湖泊或快速移动的河流 - 每一个都破坏了覆盖着冰川到不同程度的覆盖物。底污水会导致冰川的整个部分转变。相比之下,子污点河流通道将熔融水融入较小的区域,导致相对较低的冰川运动。

研究人员使用了无线电信号和卫星图像来绘制水文网络的大小和冰川下面的湖泊。但是,没有太多关于这种水的移动程度或者在通往海洋的路上花了多久。回答这些问题的唯一方法是在冰川下进行测量。

冰川,特别是冰川裂缝和排水孔,称为Moulins,对人来说非常危险。熔融水倒在每秒高达4公吨的Moulins,冰经常转移。冰川学家在冰川顶部尝试了实验设置,以及通过冰盖中的钻孔悬垂探针。但这些通常仅在冰川前几周持续到足够的速度以捕捉或绝望地缠绕电缆并使设置无法使用。

该解决方案已经设计为释放到底批网络中的无线探针。然而,它很快清楚,研究人员可以'当探头退出冰川时,依靠检索这些测量 - 它们几乎总是卡住了。一系列实验,包括涉及美国宇航局释放的橡胶鸭的浮动的一项实验表明,进入冰川的东西很少再次见到。

这激发了一种少量的设备,该设备在冰川下行进时,通过冰实时地通过冰传输测量。最新的这些 - Cryoegg-已经在工程中近10年,而先前的琼斯和团队已经明确地设计了通过深冰进行测量。

该设计是防水,耐压,葡萄柚大小探头,现在能够通过1.3公里的冰送测量。它由电池供电,电池应允许其每两小时发送测量,长达一年。这些组件包括无线电链路技术,该技术已从法国的水和煤气表中重新铺设,以及定制的压力造型箱。

Cryoegg配备了回答三个问题:温度是多少?有多少压力?周围的水已经流过多久,冰川下面有多长?

水的年龄可以通过其电导率来近似。新鲜的熔融水几乎是纯净的,但由于它流过冰川 - 特别是与岩石和沉积物接触 - 它拾起矿物质并溶解固体。这些物质反过来改变水的电导率。

组合,这些测量提供了关于冰川排出的快速的线索。例如,较低压力表明水有一个容易的出口,而更高的压力表明水被困。而且,导电性越高,水可能在冰川下的越长。

“目前,冰块下面的测量很少,建模者对排水系统结构变化的影响很少,”琼斯的合作者博士说。 “我们'为量化所有这些不同流程被送入更广泛的冰板模型的人来说,重新努力。”

Cryoegg还尚未释放全面审判,但研究人员已经在格陵兰岛和瑞士阿尔卑斯山区的冰川下进行了测试(附着在系绳)。由于该设备到目前为止通过了所有测试,团队计划将第一个Cryoegg释放到东北格陵兰冰流(Negis),其中一个最快的移动冰川。他们希望来自Cryoegg的测量可能会让他们进一步了解为什么这些冰川正在移动这么快。

它们还在进一步压力地解除Cryoegg并将信号范围延伸到高达2.5公里的冰 - 格陵兰冰板的平均深度。同样在作品中:扩展Cryoegg和无线电接收器之间的范围,而不仅仅是深度而且也是表面距离。

此阶段的最大限制之一是访问钻孔,通常由国际合作融资和实施。虽然是最终在世界范围内展开的Cryoeggs是理想的,但是还有一条长线的其他研究人员,等待使用可用的钻孔进行自己的研究。与此同时,第一个测试将是看看来自Cryoegg的少女航行的数据。

“冰川术是等同于太空探测的方式,因为我们只是将这个小型制作送到一个不确定的环境中,并希望我们将在丢失之前从中获取数据,”先前的琼斯说。

K.E.D.浣熊是一位自由撰稿人,涵盖ARS Technica的气候和环境故事。她有一个博士学位。化学与化学生物学。

只是为了给予它的信用'到期:Cryoegg一直是一个长期的项目,并在大约十年内预测我的参与。它始于布里斯托大学与Jemma Wadham教授(她构思了这个想法并创造了吸引人的名字),Liz Bagshshaw博士首先在那里工作,作为一个更广泛的布里斯托尔队的一部分,与Ben Lishman博士(现在在UCL)和史蒂夫洞穴教授(现在在布里斯托尔航空航天eng的负责人)。当她在那里移动时,Liz将概念带到了卡迪夫,并获得了研究许可证(来自EPSRC,英国政府机构资助工程和物理科学研究),并在2019年全职工作。我的大贡献正在拥有更详细的无线电工程知识,因为我开始的时候大量的布里斯托尔时代工作〜7岁,我做了一个干净的重新设计。这意味着我们可以使用新的电子设备(例如STM32处理器),我发现了更合适的无线技术。