คลื่น 'แรงโน้มถ่วง' แปลก ๆ เหนือแอนตาร์กติกาที่เกิดจากการสั่นสะเทือนของน้ำแข็ง

คลื่นบรรยากาศที่แปลกประหลาดที่ทำให้นักวิทยาศาสตร์งงงวยตั้งแต่พวกเขาถูกพบในแอนตาร์กติกาเมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมาเหนือชั้นน้ำแข็ง Ross ขนาดใหญ่อาจมีแหล่งที่มา: การสั่นสะเทือนเล็ก ๆ ในน้ำแข็ง

การยืดตัวระหว่างแอนตาร์กติกาและทะเลรอสส์ชั้นวางน้ำแข็งรอสส์เป็นน้ำแข็งที่ใหญ่ที่สุดในโลก มันเป็นพื้นที่ประมาณ 182,000 ตารางไมล์ (472,000 ตารางกิโลเมตร) หรือขนาดประมาณของแคลิฟอร์เนียนิวแฮมป์เชียร์และเวอร์มอนต์รวมกัน

เนื่องจากความหนาของน้ำแข็งเป็นปัจจัยหนึ่งที่กำหนดขนาดของระลอกคลื่นในบรรยากาศที่เกิดขึ้นนักวิทยาศาสตร์สามารถใช้การวัดในการหยุดชะงักของอากาศเพื่อตรวจสอบชั้นวางของรอสส์น้ำแข็ง -อินโฟกราฟิก: ดำดิ่งสู่ชั้นบรรยากาศของโลกจากบนลงล่าง-

คลื่นวูบวาบ

คลื่นบรรยากาศบางครั้งก็เรียกว่าคลื่นแรงโน้มถ่วงพบได้ในการวัด LiDAR ระหว่างปี 2011 และ 2015 ที่สถานีวิจัยใน McMurdo Sound บนเกาะ Ross ซึ่งเป็นหนึ่งในจุดยึดของชั้นวางของ Ross Ice (LIDAR คล้ายกับเรดาร์ แต่ใช้เลเซอร์อินฟราเรดแบบพัลซิ่งแทนคลื่นวิทยุ) การวัด LiDAR เปิดเผยคลื่นที่เกิดขึ้นในช่วงเวลาที่แตกต่างกันตั้งแต่ 3 ถึง 10 ชั่วโมงและที่ระดับความสูง 20 ถึง 70 ไมล์ (30 ถึง 115 กม.) ตามการวิจัยที่ตีพิมพ์ในเดือนกุมภาพันธ์ในเดือนกุมภาพันธ์วารสารการวิจัยธรณีฟิสิกส์: ฟิสิกส์อวกาศ- คลื่นบรรยากาศมีอยู่ทุกหนทุกแห่ง แต่ความสอดคล้องของคลื่นเหล่านี้ทำให้พวกมันมีเอกลักษณ์ Godin กล่าว

Godin และผู้เขียนร่วมของเขา Nikolay Zabotin ศาสตราจารย์ด้านการวิจัยที่มหาวิทยาลัยโคโลราโดโบลเดอร์เกิดขึ้นพร้อมกับสมมติฐานที่ว่าคลื่นสั่นสะเทือนภายในชั้นน้ำแข็งของรอสส์ทำให้เกิดการหยุดชะงักของบรรยากาศแปลก ๆ เหล่านี้

เพื่อทดสอบความคิดนี้พวกเขาได้สร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่เรียบง่ายสองแบบของชั้นวางน้ำแข็งซึ่งเป็นรูปแบบที่เรียบเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าที่ราบรื่นและอีกอันที่เป็นของเหลวชั้น แบบจำลองนี้ยังคิดเป็นความยืดหยุ่นความหนาแน่นและความหนาของแผ่นน้ำแข็ง

พวกเขาคำนวณระยะเวลาที่จะใช้การสั่นสะเทือนในน้ำแข็งเพื่อให้เสร็จสิ้นหนึ่งรอบและทั้งสองรุ่นทำให้เกิดการสั่นสะเทือนของน้ำแข็งด้วยระยะเวลา 3 ถึง 10 ชั่วโมงจับคู่ช่วงเวลาที่เห็นในคลื่นบรรยากาศจากการศึกษาก่อนหน้านี้ การคำนวณของพวกเขายังชี้ให้เห็นว่าการสั่นสะเทือนของน้ำแข็งจะนำไปสู่ระลอกคลื่นในชั้นบรรยากาศที่มีความยาวคลื่นแนวตั้ง 12 ถึง 18 ไมล์ (20 ถึง 30 กม.) - จับคู่การสังเกตจากการศึกษาที่ผ่านมา แบบจำลองของพวกเขาแนะนำว่าคลื่นบรรยากาศที่แปลกและสม่ำเสมอที่พบบนชั้นน้ำแข็งรอสส์มีแนวโน้มที่จะถ่ายโอนโดยตรงจากการสั่นสะเทือนในชั้นวางน้ำแข็ง -ดูภาพถ่ายที่สวยงามของน้ำแข็งแอนตาร์กติก-

รับการค้นพบที่น่าสนใจที่สุดในโลกที่ส่งตรงไปยังกล่องจดหมายของคุณ

นักวิทยาศาสตร์ไม่ทราบแน่ชัดว่าอะไรเป็นสาเหตุของการสั่นสะเทือนชั้นวางของน้ำแข็ง แต่ก็เป็นไปได้ว่าทะเลพองมีบทบาทสำคัญ Godin กล่าว นั่นเป็นเพราะชั้นวางน้ำแข็งทำตัวเหมือนแพซึ่งติดอยู่กับดินแดนรอบ ๆ อย่างประณีต แม้แต่การสั่นสะเทือนเล็กน้อยในชั้นวางน้ำแข็งก็ส่งผลให้เกิดระลอกคลื่นในบรรยากาศที่ชัดเจนเนื่องจากความดันอากาศลดลงตามระดับความสูง เมื่อการสั่นสะเทือนถึงระดับความสูงที่สูงขึ้นด้วยแรงกดดันน้อยกว่าพวกเขาจะเติบโตในแอมพลิจูดนักวิจัยอธิบาย

ตรวจสอบน้ำแข็ง

หากทฤษฎีเกิดขึ้นคลื่นบรรยากาศสักวันหนึ่งอาจเป็นทางเลือกในการสำรวจชั้นวางของรอสส์น้ำแข็งเนื่องจากความเร็วของคลื่นในน้ำแข็งนั้นเกี่ยวข้องโดยตรงกับความหนาของมัน Godin กล่าว

"คำถามสำคัญคือ: 'เราสามารถทำการวัดบรรยากาศได้อย่างแม่นยำเพียงพอที่จะตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงของมวลของชั้นวางน้ำแข็งรอสส์ได้หรือไม่?'" เขากล่าว "เราสามารถตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงของเรขาคณิต [และ] ที่นั่นมีสายดินหรือไม่?"

Godin มั่นใจว่าคลื่นบรรยากาศสามารถเปิดเผยข้อมูลนี้ได้ แต่เขาไม่รู้ว่าผลลัพธ์จะถูกต้องพอที่จะตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา

นักวิจัยกำลังวางแผนที่จะได้รับการวัดรายละเอียดเพิ่มเติมของคลื่นบรรยากาศเหนือชั้นวางน้ำแข็งโดยใช้เทคนิคเรดาร์ขั้นสูง Godin ยังหวังว่าแบบจำลองที่เรียบง่ายของพวกเขาจะเป็นแรงบันดาลใจให้ผู้อื่นปรับปรุงทฤษฎีนี้ซึ่งอาจเป็นวิธีใหม่สำหรับนักวิทยาศาสตร์ในการดูแลน้ำแข็งแอนตาร์กติก

Godin และเพื่อนร่วมงานของเขาให้รายละเอียดว่างานออนไลน์ของพวกเขาออนไลน์ 10 ตุลาคมในวารสารการวิจัยธรณีฟิสิกส์: ฟิสิกส์อวกาศ

บทความต้นฉบับเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์สด