潜水器在南极洲冰下作业，意外发现未知结构，没来得及反馈便失联，就此消失不见

据美媒4月13日报道，一艘用于测绘南极洲西部多森冰架的无人潜水器报告发现了奇怪的冰下结构，随后在冰架下方约16公里处失联。 这艘名为“兰”的潜水器曾花费数周时间扫描约130平方公里的冰面区域，揭示出的模式颠覆了简单的融化模型。

此次研究由哥德堡大学海洋物理教授安娜·瓦林领导，她负责协调“兰”在南极洲西部的任务。 她的研究重点是洋流如何从下方侵蚀冰架，进而改变冰川稳定性和未来海平面。

“兰”是一种自主水下航行器，即一种能在冰下独自航行数小时的机器人潜水器。 在2022年的一次行动中，“兰”花了27天在多森浮冰下穿梭，最终深入隐藏的冰腔约18公里。此次任务旨在解释多森冰架东部厚且融化缓慢、西部薄且融化迅速这一鲜明对比的原因。

“兰”发现了奇怪景象后便消失了。 利用声呐，“兰”绘制了多森冰架下方54平方公里冰底地图。地图显示有平坦的高原、阶梯状平台和泪滴形凹坑，这些都是由底部融化（从下方侵蚀冰的融化）形成的。在东部和中部，“兰”看到层层叠叠像台阶一样的冰阶，而西部看起来更平滑，有通道和凹陷。这些冰阶或泪滴形凹坑在卫星图像上均未显示，因此在“兰”执行任务前一直完全隐藏。

温暖深层水与不均匀融化。 在南极洲周围，南极绕极深层水（一种来自南大洋的温暖咸水洋流）涌上冰架，从下方融化冰架。对多森冰架的卫星测高数据显示，融化通道每年约损失12米的冰，这种变薄模式与温暖海水有关。对多森冰架下方的测量分析表明，1979年至2017年间，该冰架使海平面上升了约0.5毫米。冰下地图显示，这种温暖水流将侵蚀集中在多森冰架西部，而较冷水使东部免受侵蚀。

冰阶、泪滴形凹坑与湍流。 在洋流缓慢流动的地方，冰底看起来像层层叠叠的壁架，这是融化侵蚀平坦区域后留下小台阶形成的。在快速外流区域，洋流形成表面光滑且有凹槽的区域，这里由滑动水层引起的剪切驱动湍流会加速融化。一些凹坑呈泪滴形，长约300米、深约50米，由冰底附近的洋流侵蚀而成。在其他地方，阶梯状高原可能记录了稍温暖的水流短暂进入冰腔的情况，这些水流在多年间缓慢剥离冰层。

从下方扩宽的裂缝。 “兰”还拍摄到了贯穿整个冰架厚度的裂缝图像，其中许多裂缝底部因融化而变宽、变平滑。卫星记录显示，其中一些裂缝自20世纪90年代以来就一直存在，那些较旧的裂缝带有最深的融化痕迹。在这些狭窄缝隙中，流动更快的水可以将额外热量导向冰壁，使裂缝成为冰流失的隐蔽通道。由于大多数计算机模型对融化的处理较为宽泛，它们常常忽略裂缝和通道如何引导温暖海水并集中造成破坏。结合卫星和气候数据表明，自1979年以来，南极冰流失使海平面上升了约14毫米。

其中大部分流失来自南极洲西部，那里的冰架如多森冰架漂浮在温暖洋流能够到达的深盆地之上。当这些漂浮冰架变薄或破裂时，它们就无法支撑后面的陆地冰，导致冰川加速流动，海平面上升更快。了解温暖海水如何侵蚀多森冰架底部，有助于研究人员判断随着气候变暖，遥远冰川的反应速度。

多森冰架的探测难题。 “兰”工作时无法实时联系，因为无线电波和全球定位系统信号无法穿透数百英尺厚的实心冰。相反，该潜水器依靠导航系统和声学仪器，对照海底和冰底追踪自身位置。典型任务时长在数小时至一天多不等，这意味着在“兰”再次浮出水面之前，冰下出现的问题都无从知晓。尽管存在这些危险，2022年该团队仍与“兰”成功完成了14次冰下任务，为冰川学家和海洋学家带回了一套数据集。

“兰”潜水器失踪。 当研究人员回到多森冰架时，“兰”被派往冰下执行任务以扩展地图和测量范围。瓦林说：“看到‘兰’消失在黑暗、未知的冰下深处，执行任务超过24小时无通信，这当然令人担忧。”当“兰”未出现在接应点时，尝试联系该潜水器失败，搜索也未发现任何信号或残骸。由于没有实时反馈，团队只能推测原因，包括机械故障或与冰脊碰撞。

“兰”与多森冰架。 尽管损失了“兰”，但它早期的任务改变了团队对这个偏远冰架中冰与海洋相互作用的看法。这些地图显示，冰架底部可能有冰阶、通道、裂缝和泪滴形凹坑，它们对洋流的反应各不相同。将冰阶、裂缝和融化通道纳入模型，应有助于缩小对未来气候下南极洲西部可能流失冰量的预测范围。目前，“兰”传回的详细地图是了解南极洲隐藏融化机制的罕见窗口，提醒科学家们还有多少未知领域有待探索。

（原文标题：Submarine finds unknown structures beneath Antarctica, then loses contact and disappears）