Новая радарная технология позволяет ученым исследовать невидимую область ледяного щита Земли и ледяные миры

Изучение приповерхностных слоев ледяных щитов с помощью бортовых радаров или спутников, проникающих в лед, затруднено, потому что многое из того, что важно для науки, происходит так близко к поверхности, что невозможно точно отобразить. Это заставило ученых полагаться на наземные инструменты, которые обеспечивают лишь ограниченный охват, или на извлечение ледяных кернов — сложный и трудоемкий процесс, который в настоящее время невозможно выполнить на других планетах.

Новая радиолокационная технология сочетает в себе две разные полосы пропускания радара и ищет несоответствия для повышения точности. Поскольку инструменты перевозятся на самолетах или спутниках, ученые могут быстро исследовать обширные участки льда.

Чтобы проверить новую технику, команда провела радиолокационные исследования над ледяной шапкой Девона в канадской Арктике, где они нанесли на карту плитообразный слой непроницаемого льда у поверхности. Дальнейший анализ показал, что ледяной щит перенаправляет таяние поверхности с заснеженной поверхности ледяного щита в водные каналы вниз. Исследование было опубликовано в журнале в мае 2023 года. криосфера.

По словам Кристиана Чана, аспиранта Школы геонаук Университета Джексона, который первым применил этот метод, результаты исследования слоя ледяного покрова могут помочь ученым предсказать будущее ледяного покрова и его вклад в повышение уровня моря.

«Если у вас есть только относительно тонкие слои льда, то это печь. [snow-packed surface layers] «Он обладает способностью поглощать и удерживать поверхностную талую воду. Но если эти непроницаемые слои широко распространены, то вклад поверхностного таяния в повышение уровня моря увеличивается», — сказал Чан.

Таяние поверхности является нормальным явлением для ледяных щитов в летние месяцы. По мере того, как верхняя часть снега предыдущей зимы нагревается, талая вода опускается и замерзает глубже в снег, образуя тонкие ледяные щиты.

Тем не менее, большая часть ледяных щитов Девонской ледяной шапки намного толще, чем ожидалось, а некоторые образуют плиты толщиной до 16 футов на протяжении нескольких миль. Это делает их очень эффективными при перенаправлении талой воды, что подтвердили исследователи, сопоставив расположение толстых ледяных плит с расположением рек талой воды.

Чан сказал, что результаты показывают, чего ученые могут достичь с помощью новой технологии.

«Мы использовали бортовой радар, чтобы найти ледяные щиты на ледяной шапке Девона, но то же самое касается обнаружения слоев с помощью радара на покрытых льдом океанских мирах, таких как спутник Юпитера Европа», — сказал он.

Чан входит в группу UTIG под руководством старшего научного сотрудника Дона Бланкеншипа, которая занимается разработкой радиолокационного прибора под названием REASON, который будет запущен на борту космического корабля NASA Europa Clipper в 2024 году. У него есть два проникающих сквозь лед радара, которые исследуют спутники Юпитера Европу. и Ганимед. Обе радарные системы совместимы с технологией Chan.

С помощью этой новой технологии ученые смогут заглянуть в несколько верхних футов ледяных панцирей, где они смогут найти замерзший рассол, замерзшие вулканические остатки или даже отложения шлейфов. Все они являются либо потенциальными местами обитания, либо подсказками о пригодной для жизни среде внутри Земли, сказал соавтор Сирил Грима, научный сотрудник UTIG, который также является частью команды REASON.

«Кристиан дал нам возможность увидеть вещи в этой части, скрытые под поверхностью, которые, вероятно, будут доступны для будущих посадочных модулей», — сказал Грима. «Это действительно улучшило разведывательные возможности этих радаров».

Исследование было поддержано Техасским консорциумом космических грантов НАСА в UTIG и Фондом Г. Унгера Ветлесена. UTIG является исследовательским подразделением Школы наук о Земле UT Jackson School of Geosciences.