SBU의 Weisen Shen은 남극 빙하 아래 토지를 연구하기 위해 625,000달러 이상을 받았습니다.

다니엘 두네이프

계곡이나 맨 산 꼭대기에 있는 물질을 보고 연구하는 것은 쉽지만, 2.7km 아래의 얼음 아래에 무엇이 있는지 아는 것은 훨씬 더 어렵습니다. 알고 보니 그런 종류의 질문은 학술적이거나 가설적인 질문 그 이상입니다.

남극의 빙하는 결코 빛을 볼 수 없는 땅 위에 자리잡고 있지만 이는 맨해튼이나 보스턴과 같은 도시의 미래와 관련이 있습니다.

빙하 아래의 단단한 땅은 빙상의 움직임에 큰 영향을 미치며, 이는 얼음이 녹는 속도와 해수면 변화에 영향을 줄 수 있습니다.

Stony Brook University 지구과학과 조교수인 Weisen Shen은 최근 남극의 동남극 빙상 아래 미지의 땅을 연구하기 위해 국립 과학 재단으로부터 5년 동안 625,000달러 이상을 받았습니다.

빙하수와 수문계는 퇴적물이나 단단한 암석과 같은 지질학적 요소와 함께 역학에 영향을 미치고 빙상의 이동 속도에 기여합니다.

Shen이 빙하수를 포함하여 얼음 아래 물질에 대해 더 나은 이해를 제공하면 다른 연구자들과 함께 이를 추적하여 빙상 역학의 의미를 해석할 수 있습니다.

“우리는 남극 빙상이 해수면 변화에 어떤 영향을 미치는지 더 잘 예측할 수 있으며, 이는 모델러에게 향후 수십 년 동안 지구 온난화가 미칠 영향을 측정할 수 있는 방법을 제공할 것”이라고 그는 말했습니다.

지진 데이터 활용

올 11월부터 Shen과 대학원생인 Siyuan Sui, Thomas Reilly, Hanxiao Wu는 지진 모니터를 가지고 두 달 동안 남극을 탐험할 예정입니다.

183개의 지진 노드를 배치하고 추가로 8개의 광대역 지진 관측소를 설치함으로써 Shen과 그의 팀은 지진 특성을 정량화하고 궁극적으로 이를 사용하여 지각과 최상부 맨틀의 구성, 밀도 및 온도 구조를 추론할 것입니다.

이 모니터를 배치할 때의 온도는 화씨 0도보다 10~30도 정도 낮습니다. 그들은 표면 근처에 이러한 센서를 배치할 때 약간의 발굴 작업을 수행해야 합니다.

남극은 지질학적으로 안정된 것으로 여겨지지만 빙하 아래에서 녹고 있다는 징후는 지각이 우라늄, 토륨, 칼륨과 같은 방사능이 높은 원소의 농도가 더 높을 수 있음을 암시합니다.

이러한 자연 요소는 “항상 열을 발생시킨다”고 Shen은 말했습니다.

지진파의 과정과 분석은 프리즘 연구와 동일한 방식으로 진행됩니다. 다양한 각도에서 프리즘에 들어오고 나가는 빛의 굴절을 관찰하면 연구자들이 다양한 주파수의 빛을 구별하고 프리즘의 구조와 구성에 대한 단서를 밝히는 데 도움이 될 수 있습니다.

한편, 지구 물질은 주파수에 따라 표면파 속도의 차별화를 유발합니다. 속도의 차이를 "분산"이라고 하며 Shen과 그의 팀은 지진 특성을 정량화하는 데 사용할 것입니다. 이 지역에는 Shen이 인공 에너지 파동을 생성할 필요가 없을 만큼 충분한 자연 파동이 있습니다.

Shen은 "우리는 온도, 밀도 및 암석 유형을 결정하기 위해 [지진 에너지]가 얼마나 빨리 이동하는지 주의 깊게 모니터링하고 있습니다"라고 말했습니다.

빙하 아래의 물은 슬립 앤 슬라이드처럼 작용하여 빙하가 더 쉽게 움직일 수 있습니다.

보스톡 호수(Lake Vostok)와 같은 남극 대륙의 일부 큰 호수가 지도에 표시되었습니다. 그러나 남극 근처 빙하 호수의 깊이와 윤곽은 아직 불분명합니다.

“우리는 그것을 연구하기 위해 다양한 방법을 활용해야 합니다.”라고 Shen은 말했습니다.

Stony Brook 연구원은 동료들과 협력하여 지진 결과를 레이더와 같은 다른 유형의 데이터와 결합하여 얼음 구조를 교차 조사할 것입니다.

이 작업에는 3년간의 현장 데이터 수집과 2년간의 분석이 포함됩니다.

교육적 구성 요소

데이터 수집 및 분석 외에도 Shen은 연구에 중요한 교육적 요소를 추가했습니다. 그는 처음으로 브렌트우드 고등학교 과학 교사인 Dr. Rebecca Grella(스토니 브룩 대학의 생태학 및 진화 생물학 프로그램 박사 학위 졸업생)를 데리고 왔으며, Grella는 현장에서 원격으로 강의와 수업을 제공할 것입니다.