老实说，南极洲有点令人毛骨悚然。它正从内部“渗漏”；它喜欢像被刺穿的巨型生物一样，将血红色的液体渗入海洋；尽管被厚厚的纯净水（虽然是冰冻形式）覆盖，它却是一个干旱的地狱般景象；现在又有研究发现，南极洲竟然还会吹奏一些诡异的曲调。请耐心听我说：本周发表在《地球物理学进展通讯》上的一项新研究详细介绍了科学家们如何在南极洲巨大的罗斯冰架附近检测到奇怪的共振音调。虽然这些冬天的声音与这片冰天雪地的景观相得益彰，但请抛开《冰雪奇缘》的幻想——这些歌曲属于人类耳朵无法听见的范畴。
科罗拉多州立大学的地球物理学家、该研究的合著者里克·阿斯特（Rick Aster）表示：“冰架是南极冰川系统的重要组成部分。我们非常关心它们，因为它们未来几十年的稳定性将对全球海平面上升和其他影响数百万人的问题产生重大影响。这项发现提供了一个新的工具，用于衡量和理解它们如何受到大气和海洋变暖的影响。”
德克萨斯大学埃尔帕索分校的地球物理学家、该研究的主要研究员朱利安·查普特（Julien Chaput）将这项研究描述为“有点意外的巧合”。最初，他在罗斯冰架上部署了宽带地震仪器，该冰架的大小与德克萨斯州相当，目的是研究其下方的地壳和地幔。作为环境噪声监测专家，查普特开始注意到“难以解释的奇怪光谱异常”，表明某种高频地震波被持续地困在雪松（顶部几米的积雪）中。
他表示：“最终的结果只是追寻一个神秘谜团的成果。追查这条线索让我们对冰架可以‘感受’到的所有环境影响有了独特的见解，而且是在非常短的时间尺度上。”
研究团队最终发现，这些被困在雪松中的波是由风不断吹拂冰架表面积雪产生的持续嗡嗡声。在世界其他地区，包括南极洲，以前也曾记录过这些声音，但这项研究发现，这些音调随时间变化，直接响应环境中的事件。
在南极洲，地表上的运动通常会转化为在整个冰架上传播的振动。这些波的频率会根据雪松中松散积雪的变化而变化，包括强风或温度变化的影响。研究团队测量了在冰架上传播的振动（又称地震波）两年多，并能够检测出频率如何根据恶劣的风暴事件、强风、季节变化或异常的平均气温波动等而变化。
查普特说：“最后一点尤其有趣，因为它可能使我们能够量化哪些冰架的雪松层受到重复变暖事件的强烈影响，并且还可以提供一个衡量这些雪松层可能有多具弹性的指标。”
这些影响在2016年1月的一次特别温暖时期观察到的情况得到了最好的体现，当时气温略高于冰点，导致少量的积雪融化。融化减缓了地震波的速度并改变了它们的音调。但当气温再次升高时，波并没有恢复到以前的状态。雪松已经永久改变，冰架的“歌声”也随之永久改变。
这项研究特别清楚地说明了为什么在全球范围内使用地震观测来密切关注雪松会很有用。科学家们普遍认为，雪松融化是导致冰架不稳定的最重要的因素之一。而冰架本身尤为重要，因为它们的融化加速了周边冰盖的冰流入海洋。查普特说，近年来，冰架作为“任何潜在海平面上升中的真正重量级选手”的作用得到了凸显，他很高兴能用这种技术来研究全球范围内的冰融化。他希望未来的研究人员能够发现融化的区域或裂缝，这些是更大规模冰架断裂的预警信号，无论是在南极洲、格陵兰岛还是其他地方。
查普特说：“极地环境或多或少是气候变化的先锋，但这些环境的仪器和模型却远远落后。我们都知道我们正处于困境——问题是我们还不确定究竟有多糟糕。”他以2002年拉尔森B冰架的坍塌为例，说明我们在监测和评估冰量损失方面存在多么大的局限性。
他表示：“从某种意义上说，这种观察连续地震数据的方式可以被视为‘矿井里的金丝雀’式观测，具有近乎实时的时间分辨率。在冰架上部署一个单一的地震仪就可以提供观测非常微妙的环境作用的手段，时间尺度短至几分钟，并能直接了解融化事件发生时近地表物理变化序列。”
要真正证明地震观测在监测冰融化方面的可行性，还有很多工作要做，但遵循这种“哼唱”声可能是个明智的选择。如果冰层要“歌唱”出来，我们最好竖起耳朵，仔细倾听。
