俄羅斯科學院遠東分院太平洋海洋研究所和美國阿拉斯加大學國際北極研究中心的研究人員利用回聲波法，研制出測量北極永凍層溫度的方法。有關專家指出，該科研成果對在全球氣溫不斷變暖的情況下監(jiān)測永凍層環(huán)境變化有重要意義。
在北極，不僅僅土壤凍結成了永凍層，海底也有一定深度的凍結。北極的冰巖圈對氣候變化非常敏感，北極永凍層中含有大量以溶解形式存在的甲烷。全球氣候變暖可能引起永凍層出現(xiàn)融化，如果北極永凍層融化，將使大量藏在地球冰層中的甲烷氣體進入大氣層，這將會進一步導致地球氣溫升高，從而發(fā)生惡性循環(huán)，導致大規(guī)模生態(tài)災難發(fā)生。
為了監(jiān)測北極永凍層的溫度變化，俄科研人員使用了頻率從50赫茲到2000赫茲的聲波。以前向海底投放探測器的測量方法既不方便，也不精確，現(xiàn)在的回聲波方法則簡單可靠。
研究人員發(fā)現(xiàn)，凍結了的土壤對聲波的反射和吸收與正常土壤不同。永凍層幾乎不吸收聲波，相反還加強了對聲波的反射。如果海底沉積的溫度高于零攝氏度，聲波穿透的深度很小，在2毫秒內將被反射；如果海底沉積的溫度在零攝氏度以下，聲波穿透的深度將多出一個數(shù)量級；當某一深處均勻層被凍結，聲波速度在凍結的界面上會發(fā)生急劇改變，而回聲信號很容易被記錄到。根據(jù)回聲信號，研究人員就可以準確確定永凍層的溫度。
研究人員介紹說，目前北極永凍層上層全年的平均溫度在0攝氏度到零下2攝氏度之間。但在最后一個冰川期，當大部分北極圈處于陸地時，溫度為零下15攝氏度，至今海平面提高了大約100米，這個水層可靠地保護了永凍層中的甲烷。近年來，由于全球氣溫不斷升高，可能會引起永凍層融化，進而導致釋放大量溫室氣體。
【來源：科技日報；作者：董映璧】
