2019-08-09 16:03:01
十年的冰冷数据显示了来自北极海底的热量流动

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在美国地质调查局和加拿大地质调查局的新研究中,科学家们已经在北冰洋的大片海底采集了温度。该研究发表在“地球物理研究杂志”上,同时发布了USGS从1963年至1973年间在北冰洋漂流的冰岛收集的大型海洋热流数据集。这些前所未有的数据大大扩展北冰洋高海拔热量的测量数量。

海洋热流数据利用近海底沉积物的温度来表明地球外层的热度。这些数据可用于测试板块构造理论,提供有关油气藏的信息,确定岩层结构,并通过这些岩层中的裂缝推断出流体循环模式。

美国地质勘探局自然灾害副主任大卫·阿普尔盖特说:“这一工作以及它在多年后仍然具有相关性这一事实强调了USGS研究人员对于了解地球上最偏远的角落所做的持久贡献。” “随着对北极地区的关注不断增加,我期待看到USGS和其他机构的科学家们如何在这项有价值的研究基础上再接再厉。”

从1963年开始,现已退休的USGS科学家Arthur Lachenbruch和他的研究团队进行了356次海洋热流测量并获得了500多个海底沉积物样本,同时在安装在Fletcher冰岛上的一个小屋工作,这里还有一个30平方英里的浮冰。被称为T-3。美国地质调查局在10年期间进行的这些北冰洋热流测量远远超过美国大西洋边缘可用的数量。

当被问及T-3传统热流数据集的发布时,Lachenbruch评论说:“我很高兴看到T-3热流结果广泛提供给研究人员,并使用过去几十年获得的北极地震数据进行重新分析“。

T-3冰岛由美国海军北极研究实验室和海军研究办公室管理。来自USGS,Lamont-Doherty地球观测站(LDEO)和其他机构的研究人员在1962年至1974年之间的几个月内研究了T-3。在此期间,LDEO每隔一小时记录一次导航和地球物理数据, USGS还与前LDEO研究员John K. Hall,以色列地质调查局(退休)合作发布了这个T-3数据集。

在USGS研究的十年间,洋流和极地冰袋的运动将T-3冰岛带到了近21,000公里(13,050英里),穿过北冰洋的西部,即亚美尼亚盆地。即使在今天,这仍然是地球上最偏远和研究最少的地方之一,这使得美国地质勘探局发布的大量热流测量值更加显着。

美国地质勘探局通过在冰中通过一个永久性孔来降低配备热传感器的探头,直到探测器进入海底,从而获得了海洋热流测量。该探测器记录了沉积物中的温度,并回收了威斯康星大学的USGS研究人员和同事用于其他测量的沉积物核心。

在描述这些测量的地球物理研究期刊论文中,USGS地球物理学家Carolyn Ruppel及其合作者将传统的T-3热流数据与现代地震图像相结合。这些北冰洋地震数据是由破冰船在海底以下数百到数千米(多达数英里)处拍摄的,以显示沉积物和岩石结构,断层和其他特征。

本文中使用的一些现代地震数据是由美国和加拿大扩展大陆架项目收集或编制的,其主要科学家,USGS地球物理学家Deborah Hutchinson和加拿大地质调查局研究员David Mosher共同撰写了这项新研究。其他共同作者包括Lachenbruch和退休的USGS科学家Robert Munroe,他们在T-3上对回收的沉积物样品进行了实验室热测量。

新论文分析了T-3热流数据集的变异性,并表明海底温度和地壳上层不依赖于测深或沉积厚度。分析还表明,当地幔热点触发高北极大火成岩省的形成时形成的Alpha Ridge的高热流变化与循环流体渗透的裂缝基底岩石上的薄沉积物覆盖一致。

这项新研究还证实了Lachenbruch和USGS同事B. Vaughn Marshall在20世纪60年代获得的结果。 他们假设加拿大盆地和阿尔法岭之间的岩层构成之间的差异可以解释这些省份之间边界的热流异常。

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