科学家已经发现他们所说的是巨大的古老湖床的沉积物,该湖床封闭在格陵兰西北部的冰层下超过一英里的地方,这是世界上任何地方首次发现这种亚冰川特征。显然是在该地区没有冰层但现在已经完全冻结的时候形成的,湖床可能已有数十万或数百万年的历史,并包含过去气候和生活的独特化石和化学痕迹。科学家认为,这些数据对于了解格陵兰冰盖在未来几年随着气候变暖可能会产生的作用至关重要,因此该地点成为钻探的诱人目标。描述该发现的论文发表在“地球与行星科学快报”杂志上。
哥伦比亚大学拉蒙特-多尔蒂地球观测站的博士后研究员,报告的主要作者盖伊·帕克斯曼说:“在目前完全被隐藏和无法访问的环境中,这可能是重要的信息资源。” “我们正在努力尝试了解格陵兰岛冰盖过去的表现。如果我们想了解它在未来几十年的表现,这很重要。” 近年来,冰盖的融化速度一直在加快,其中包含的水足以使全球海平面上升约24英尺。
研究人员通过分析机载地球物理仪器的数据来划定湖床,这些仪器可以读取穿透冰层的信号并提供下面的地质结构的图像。大多数数据来自低空飞行在冰面上的飞机,这是美国宇航局“冰桥行动”的一部分。
研究小组说,流域曾经拥有一个占地约7100平方公里(2700平方英里)的湖泊,大约相当于美国特拉华州和罗德岛州的总和。盆地中的沉积物,形状像切肉刀,似乎厚达1.2公里(四分之三英里)。地球物理图像显示至少有18个明显的一次性河床网络,这些河床雕刻在必须向湖供水的北坡倾斜悬崖的相邻基岩中。这些图像还显示了至少一个向南的明显出口流。研究人员计算得出,一次性湖泊中的水深范围约为50米至250米(最大约为800英尺)。
近年来,科学家们在格陵兰岛和南极洲发现了现存的冰川下湖泊,这些湖泊包含夹在冰中或基岩与冰之间的液态水。这是任何人第一次发现化石湖床,该湖床显然是在没有冰块时形成的,然后被覆盖并冻结在适当的位置。尚无证据表明格陵兰盆地今天有液态水。
帕克斯曼说,没有办法告诉湖床有多老。研究人员说,在过去的一千万年中,格陵兰大部分地区的冰有可能周期性地传播和消退,甚至可能回溯至三千万年。由Lamont-Doherty地球化学家Joerg Schaefer领导的一项2016年研究表明,格陵兰岛的大部分冰块在过去一百万年的某个时间可能已经融化了一个或多个较长的时期,但其细节是粗略的。帕克斯曼说,这个特殊的区域本来可以被反复地覆盖和发现的,这为该湖的历史留下了广泛的可能性。帕克斯曼说,无论如何,盆地中的沉积物相当大的深度表明,它们必须在数十万或数百万年的无冰时期积累起来。
他说:“如果我们能得到这些沉积物,它们就能告诉我们何时有冰存在或不存在。”
研究人员通过分析NASA收集的雷达,重力和磁数据,收集了该湖盆地及其周围地区的详细图片。穿透冰的雷达提供了冰之下地球表面的基本地形图。这揭示了位于高海拔岩石之间的光滑低洼盆地的轮廓。重力测量表明,盆地中的物质比周围的坚硬,变质的岩石密度低,这证明它是由从侧面冲入的沉积物组成的。磁性的测量(沉积物比固体岩石的磁性小)帮助团队绘制了沉积物的深度。
研究人员说,当基岩伸展并形成一个低点时,该盆地可能是沿着一条现在长的休眠断层线形成的。或者,但不太可能,以前的冰川可能已经雕刻出了凹陷,当冰退去时,凹陷会充满水。
沉积物可能包含的是一个谜。人们发现,从冰盖边缘冲掉的物质含有花粉和其他物质的残留物,这表明格陵兰岛在过去的一百万年中可能经历了温暖时期,使植物甚至森林得以生存。但是证据还不是结论性的,部分原因是很难找到这种松散的材料。相比之下,新发现的湖床可以提供完整的化石和化学信号档案,这些化石和化学信号可以追溯到一个迄今未知的遥远过去。
研究人员写道,该盆地“因此可能成为未来子冰钻和回收沉积物记录的重要场所,这可能对该地区的冰川,气候和环境历史产生宝贵的见解”。由于沉积物的顶部位于当前冰面以下1.8公里(1.1英里)处,这样的钻探将是艰巨的,但并非不可能。在1990年代,研究人员深入格陵兰冰原的顶峰两英里并恢复了几英尺的基岩,这是当时钻出的最深的冰芯。这项历时五年的壮举至今尚未在格陵兰重现,但计划在接下来的几年中进行一项旨在达到格陵兰西北部另一地区较浅基岩的新项目。