许多科学家表示，液态水是了解冰川中冰冻形态行为的关键。众所周知，融化的水可以润滑它们的砾石基地并加速它们向大海进军。近年来，南极洲的研究人员发现了数百个相互连接的液态湖泊和河流，这些湖泊和河流位于冰层中。而且，他们在冰下拍摄了厚厚的沉积物盆地，其中可能包含最大的水库。但到目前为止，没有人证实冰下沉积物中存在大量液态水，也没有研究过它如何与冰相互作用。
现在，一个团队首次在南极洲西部的深层沉积物中绘制了一个巨大的、活跃的循环地下水系统。他们说，这样的系统，可能在南极洲很常见，可能对冰冻的大陆如何对气候变化做出反应，甚至可能对气候变化产生影响，这可能具有未知的影响。这项研究今天发表在《科学》杂志上。
“人们假设这些沉积物中可能存在深层地下水，但到目前为止，没有人做过任何详细的成像，”该研究的主要作者克洛伊古斯塔夫森说，他是哥伦比亚大学拉蒙特分校的研究生。多尔蒂地球观测站。“我们发现的地下水量非常大，它可能会影响冰流过程。现在我们必须找出更多信息并弄清楚如何将其纳入模型。”
惠兰斯冰流上的调查地点。在两个一般区域（黄色标记）设置了电磁成像站
几十年来，科学家们一直在南极冰盖上空飞行雷达和其他仪器，以对地下特征进行成像。除其他外，这些任务揭示了夹在冰和基岩之间的沉积盆地。但航空地球物理学通常只能揭示这些特征的粗略轮廓，而不能揭示含水量或其他特征。在一个例外中，2019 年的一项研究南极洲的麦克默多干谷使用直升机携带的仪器记录了大约 350 米冰层以下几百米的冰下地下水。但南极洲大部分已知的沉积盆地都更深，大部分冰更厚，超出了航空仪器的范围。在一些地方，研究人员已经钻穿冰层进入沉积物，但只穿透了最初的几米。因此，冰盖行为模型仅包括冰内或冰下的水文系统。
这是一个很大的缺陷；南极洲大部分广阔的沉积盆地位于当前海平面以下，夹在基岩结合的陆地冰和大陆边缘的浮动海洋冰架之间。它们被认为是在海平面较高的温暖时期在海底形成的。如果冰架在气候变暖的情况下后退，海水可能会重新侵入沉积物，它们后面的冰川可能会向前冲，从而提高全球海平面。
主要作者 Chloe Gustafson 和登山者 Meghan Seifert 安装地球物理仪器来测量西南极洲的 Whillans 冰流下方的地下水
这项新研究的研究人员集中在 60 英里宽的惠兰斯冰流上，这是六条快速流动的溪流之一，为世界上最大的罗斯冰架提供食物，其面积与加拿大育空地区差不多。先前的研究揭示了冰中的一个冰下湖，以及一个在其下方延伸的沉积盆地。在第一英尺左右的沉积物中进行浅层钻探带来了液态水和蓬勃发展的微生物群落。但更远的地方是个谜。
2018 年底，一架美国空军 LC-130 滑雪飞机将 Gustafson、Lamont-Doherty 地球物理学家 Kerry Key、科罗拉多矿业学院地球物理学家 Matthew Siegfried 和登山家 Meghan Seifert 降落在 Whillans 上。他们的使命：使用直接放置在地表上的地球物理仪器更好地绘制沉积物及其特性图。如果出了差错，他们将花费六周的艰苦跋涉，在雪地里挖掘，种植乐器，以及无数其他的琐事，这远没有任何帮助。
该团队使用了一种称为大地电磁成像的技术，该技术可以测量在地球大气层中产生的自然电磁能对地球的渗透。冰、沉积物、淡水、咸水和基岩都不同程度地传导电磁能；通过测量差异，研究人员可以创建不同元素的类似 MRI 的地图。该团队一次将他们的仪器放置在雪坑中一天左右，然后将它们挖出并重新安置，最终在大约四打位置进行读数。他们还重新分析了另一个团队收集的从地球发出的自然地震波，以帮助区分基岩、沉积物和冰。
