Почва скоро телеграфируется с волоконно-оптическими кабелями — недорогие, эластичные берега диоксида кремния, коренным образом поменявшие телекоммуникации. Они уже перекрестили океаны планеты, связав любой континент, но один: Антарктида.
Сейчас, волоконная оптика прибыла в континент, но измерять температуры ледяного покрова, а не нести телекоммуникационные сигналы. Бригада ученых, применяющих инновационную волоконную оптику основанная на кабеле разработка, измерила трансформации температуры в и ниже льда более чем 14 месяцев. Эта разработка, они говорят, предлагает замечательный новый инструмент, чтобы замечать и выяснить количество таяния в базе Западного Антарктического Ледяного покрова, провал которого может оказать помощь улучшить глобальное повышение уровня моря больше чем 3 метров.
Нефтегазовая индустрия применяла волоконно-оптические кабели для измерения температур в буровых скважинах на протяжении многих лет, говорят Скотт Тайлер, гидролог в Университете Невады, Рено (UNR). Тайлер приспособил эту разработку к собственному собственному мониторингу экологии в местах в пределах от Пустыни Атакама Чили в Швейцарию, увеличивая скорость выборки и резолюцию для измерения маленьких трансформаций температуры в озерах, атмосфере и потоках.
Не так давно, он начал приобретать известие от ученых, трудящихся в Антарктиде, кто интересовался развертыванием разработки в том месте. Надежда пребывает в том, что кабели имели возможность раскрыть секреты о том, что происходит под ледяными покровами, в особенности о таянии в так называемой линии основания, место, где нижняя часть ледяного покрова встречает мало более теплый океан. Это соединение – то, где большинство таяния имеет место.
Ведомый более сильными ветрами, следующими из трансформации климата, океанские воды в южном Океане смешиваются принципиально важно, так, чтобы довольно теплые глубоководные увеличения на поверхность и уничтожили нижнюю сторону льда.Тайлер и его коллеги, включая Дэвида Холлэнда, океанографа в Нью-Йоркском университете, и Виктора Загороднова, гляциолога в Университете штата Огайо, Колумбус, установили разработку с ноября до декабря 2011. Они сверлили примерно через 200 метров льда, unspooled протяженность оптоволокна в буровую скважину, и потом расширили кабель через отверстие и вниз примерно километр в океан ниже.
Для измерения температур на протяжении длины кабеля бригада отправляет пульс света вниз волокно и замечает, как обратные рассеяния волокна свет, возвращая его в направлении, из которого это прибыло. “Это будет похожим сияние фонаря в пыльную помещение, и Вы видите пятнышки пыли”, говорит Тайлер. Как трансформации температуры вниз протяженность буровой скважины, легких путешествий на мало отличающихся скоростях и цвета света backscattered изменяется мало также. Частоты света backscattered измеряются оптическим приемником, и те сигналы обрабатываются для определения температур. “Это – вправду узкое изменение в цвете, которое не видят Ваши глаза, но отечественные инструменты могут”, говорит Тайлер. “Цвет того света говорит мне температуру того места на протяжении волокна”.
Энергия этого “распределенного ощущения температуры” пребывает в том, что оно снабжает больше, чем легко снимок температуры на определенной глубине — вместо этого, способ разрешил исследователям измерять температуры все время по длине волокна. То, что они замечали, они сказали онлайн в этом месяце в Геофизических Письмах об Изучении, было богатым временным рядом, показывающим сотрудничество ледяной и океанской воды. “Мы можем практически видеть нижнюю часть полки, перемещающейся вверх в течение продолжительного времени”, потому, что лед тает, говорит Тайлер. “Вместо среднего ежегодника плавят уровень, мы можем взять расплавить уровень практически каждый день, что достаточно тяжело сделать”, говорит Тайлер. “Мы были в полной мере уверены, мы будем видеть трансформации температуры — и мы сделали, мы видели прекрасный приток теплой воды”, пульс, что был о –1.3°C, легко мало выше замораживания для морской воды, которая есть о –1.9°C, говорит он.Регистрация этих температур постоянно может помогать ученым развить подробную картину физики, которой океан плавит шельфовые ледники снизу, говорит океанограф Лоуренс Пэдмен Космического исследования и Земли в Корваллисе, Орегон.
Исследователи могут измерить ежегодные трансформации в том, как расплавить уровень происходит, к примеру, либо результаты единственного пульса теплой глубоко-океанской воды. “Это разрешает нам знать то, что океан делает в один момент, лед отвечает на него”, говорит Пэдмен, не связанный с изучением. “Это – опрятный дополнительный инструмент для имения в отечественном наборе инструментов для взора на то, как океанские и шельфовые ледники взаимодействуют”.Один недочёт к применению волоконно-оптических датчиков температуры для изучения шельфовых ледников, Пэдмен отмечает, то, что их не особенно легко развернуть, требуя сверлящий через лед, что возможно целым 2 километра толщиной.
Так не обращая внимания на то, что это предлагает возможность собрать постоянный временной последовательность, это вряд ли предложит широкое пространственное освещение. Но “мы привыкли к этому в Антарктике, не будучи способен приобретать все, что мы желаем”, говорит он.Не обращая внимания на то, что бригада Тайлера извлекла собственные инструменты из буровой скважины в январе 2013, швартовка, державшая кабель на месте, остается замороженной в шельфовый ледник, он говорит — и надежды бригады, которые они могут возвратить к нему для контрольного проекта долговременной возможности.
Лаборатория Тайлера также трудилась с американской бригадой, тренировавшей в подледниковое озеро Антарктиды Whillans в 2013, устанавливая волоконно-оптический кабель для измерения потока тепла в озере.В это же время он говорит, другие исследователи заинтересовались тем, как они имели возможность бы быть в состоянии применять волоконную оптику.
Национальный научный фонд поддерживает совместный центр в UNR и Университет штата Орегон, делающий волоконно-оптическое оборудование дешёвым для научного сообщества. “Отечественная цель пребывает в том, чтобы сохранить эти инструменты в области”, говорит Тайлер.