首次探测到南极冰流下的地下水?证明电磁技术在新的极地环境中的价值

作者:小菜 更新时间:2022-12-21 点击数:
简介:这项研究证明了电磁技术在新的极地环境中的价值。

研究人员首次探测到南极冰流下的地下水。

这一发现证实了科学

【菜科解读】

  这项研究证明了电磁技术在新的极地环境中的价值。

研究人员首次探测到南极冰流下的地下水。

这一发现证实了科学家们已经怀疑但至今无法证实的事情。

  科学家需要来自南极冰盖所有部分的数据,以了解该系统如何工作,以及它如何随着时间的推移对气候做出反应。

这项研究提供了一个以前无法进入和探索的南极冰盖的一部分,并提高了科学家对它如何影响海平面的理解。

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  加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋研究所的博士后研究员克洛伊·古斯塔夫森说:“冰流非常重要,因为它们将南极洲大约90%的冰从内部输送到边缘。

这些冰流底部的地下水会影响它们的流动方式,从而潜在地影响冰被运离南极大陆的方式。

  一队来自斯克里普斯海洋学和哥伦比亚大学拉蒙特-多尔蒂地球天文台领导了这个项目。

古斯塔夫森和六位合著者在2022年5月6日的期刊上报告了他们的发现科学。

  研究人员在2018-2019年野外季节期间,通过使用一种称为大地电磁的地基地球物理电磁(EM)方法来测量地下水。

该方法利用地球电场和磁场的变化来测量地下电阻率。

这项研究是该方法第一次被用于寻找冰川下的地下水。

  这项技术自20世纪90年代以来一直在南极洲使用,但那些研究旨在对深度远低于10公里(6.2英里)的深层地壳特征进行成像。

然而,古斯塔夫森说:“这些研究确实证明了科学家也可以在冰雪上使用大地电磁法。

  在过去的十年中,航空电磁技术已经被用于对麦克默多干河谷的一些薄冰川和永久冻结区下100至200米(328至656英尺)的浅层地下水进行成像。

但是这些技术只能穿透大约350米(1148英尺)的冰。

  古斯塔夫森和他的同事们收集数据的惠兰冰流厚约800米(2625英尺)。

他们的新数据填补了以前的深层和浅层数据集之间的巨大空白。

  洛伊·古斯塔夫森(Chloe Gustafson)是一个四人团队的一部分,该团队从2018年11月到2019年1月在冰天雪地中露营了六周,收集惠兰冰川的数据。

他们一起克服了在南极野外条件下工作的挑战,包括零下温度和大风。

  这科学该研究基于被动收集的自然生成的大地电磁信号,以测量电阻率的变化。

  增强电磁测量的是由中央华盛顿大学的合著者Paul Winberry提供的地震成像数据。

这些数据证实了覆盖整个60英里的冰雪下厚厚的沉积物的存在,这60英里分隔了野外团队的大地电磁勘探。

  研究人员计算出,如果他们能够将地下水从沉积物中挤出到表面,它将形成一个深度从220米到820米(722到2690英尺)的湖泊。

  基说:“地下水可能存在于其他从内部释放热量的行星或卫星的类似条件下。

  “你可以想象一个冻结的盖子盖在液体内部,无论它是完全液体还是液体饱和的沉积物,”他说。

“你可以认为我们在南极洲看到的东西可能与你在欧罗巴或其他一些被冰覆盖的行星或卫星上发现的东西类似。

  冰下地下水的存在也暗示了大量碳的释放,这些碳以前是由适应海水的微生物群落储存的。

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我们能用电磁轨道炮从月球发射资源吗?

图中显示了一个220磅(100公斤)的圆柱形发射包从月球电磁发射器的末端出现。

(图片uux.cn通用原子电磁系统公司)据美国太空网(LeonardDavid):1974年,已故普林斯顿大学教授、太空梦想家杰拉德·奥尼尔提议使用电磁轨道炮从月球发射有效载荷。

奥尼尔建议使用基于线圈枪设计的质量驱动器来加速非磁性物体。

质量驱动器的一个应用是将月球衍生材料发射到月球轨道,用于太空制造。

奥尼尔还与同事亨利·H·科尔姆和一群有远见的学生志愿者一起在麻省理工学院从事质量驱动器的研究,制造了他们的第一个质量驱动器原型。

在空间研究所的资助下,后来的原型改进了质量驱动程序的概念。

那是五十年前的事了。

弹射到今天,问一个问题:美国海军的杰拉尔德·R·福特核航空母舰与月球有什么关系?未来的月球经济去年年底,通用原子电磁系统公司向空军科学研究办公室(AFOSR)提交了一份最终报告。

这份报告的标题是月球电磁发射用于资源开发以增强国家安全和经济增长该评估的作者是该组织新墨西哥州阿尔伯克基办事处的运营总监Robert Peterkin。

这份30页的文件强调,月球拥有丰富的有用资源,包括硅、钛、铝和铁。

利用月球水的前景也迫在眉睫。

报告解释道:不久的将来,月球经济将利用这些月球资源,以比从地球深引力井中输送陆地资源更低的成本,在月球轨道上为航天器提供补给、维修和加油。

太空艺术家Pat Rawlings于1985年在月球与行星研究所出版的月球发射器。

(图片uux.cn/LPI)机械、结构、系统报告继续说道,从月球表面进行的电磁物质发射可能比依赖从地球进口到月球的化学燃料的传统火箭发射效率高得多。

评估中概述了如何成熟将提取和处理的月球材料发射到顺月空间以维持一系列新兴太空任务所需的技术的建议。

报告建议,发展月球经济的一个特别重要的方面是可靠、经济、安全地将质量从月球表面转移出去。

毫无疑问,月球生态系统发展周期的第一个螺旋将依赖于来自地球的机械、结构和支持系统的供应。

位于海军水面作战中心的美国海军研究办公室电磁轨道炮实验室发射器。

(图片uux.cn美国海军)卓越的选择Peterkin告诉Space.com,利用月球资源修复和补给独联体月球航天器需要在多项技术上取得进展,包括将材料从月球表面转移出去的可靠方法。

彼得金说,对于这项任务,现代电磁发射器是一个更好的选择,因为它可以使用丰富的太阳能作为主要能源,而不是从地球进口化学火箭燃料。

彼得金指出:美国政府应该资助现有电磁飞机发射系统的发展,该系统目前在美国海军杰拉尔德·R·福特核航空母舰上可靠运行。

由通用原子公司制造,这种基于载体的硬件被称为电磁飞机发射系统(EMALS)。

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(图片uux.cn美国海军/埃里克·希尔德布兰特)通往那里的道路彼得金说,将这项基于地球的技术推向未来,需要以更低的质量实现更高的速度——这展示了加速进入月球发射能力快进模式的工作。

将磅级有效载荷从月球地形抛入绕月低圆形轨道所需的分速为3758英里/小时(1.68公里/秒)。

为了证明可行性,我们需要证明这种方法可以实现月球轨道速度,彼得金说,至少100次发射,而不需要更换发射器组件。

正如提交给空军科学研究办公室的报告所指出的那样,虽然设想一个成熟的状态很重要,在这个状态下,一个自我维持的月球生态系统提取、处理和向月球空间发射材料,以建造、供应和维持顺月航天器和太空定居点,但同样重要的是建立一条通往那里的道路。

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