NS. Mette Kusk-Gillespie는 25m와 850m의 놀라운 깊이까지 빙하와 빙상에 대한 pulseEKKO® 1125MHz 중심 주파수 Ground Penetrating Radar 데이터를 수집하는 데 도움을 준 남극 대륙 견학 이야기를 나눕니다.
Sensors & Software는 뉴스레터에서 고객 스토리를 공유하는 것을 좋아합니다! 세부 사항 및 설명은 작성자의 것이며 Sensors & Software는 인쇄상의 오류를 제외하고는 어떠한 수정도 가하지 않았습니다. 공유하고 싶은 GPR 주제가 있으면 최대한 빨리 여기를 클릭해주세요. 제안을 제출하십시오.
지금은 좀 더 노련한 지구물리학자가 되었지만, 2008년 뉴질랜드 캔터베리 대학교에서 박사 과정을 밟는 동안 수집한 데이터는 여전히 서부 노르웨이 응용 과학 대학교 사무실에 명예롭게 자리잡고 있습니다. 남극 대륙의 장엄한 다윈 빙하와 해더턴 빙하에서 보낸 XNUMX주가 생각납니다. (그림 1) 25MHz 센서 및 소프트웨어 펄스EKKO® GPR 시스템 (그림 2), 눈, 전나무 및 얼음의 내부 층을 시각화하고 깊은 빙하 바닥을 매핑합니다.
2008년 남극 현장 조사 중에 수집한 최초의 GPR 프로파일 중 하나는 그림 4500에 표시된 3미터 길이의 선입니다. 이 프로파일은 Touchdown Glacier를 가로지르며 25MHz 안테나 설정으로 얻을 수 있는 높은 수준의 세부 사항을 잘 보여줍니다. . 눈과 전나무로 덮인 빙하에서 강한 얕은 내부 층 반사는 주로 강수 현상 동안 대기 조건의 변화로 인한 밀도 차이와 관련이 있습니다. 특정 깊이 아래에서 firn은 압축되어 대략 일정한 밀도의 얼음을 형성하고 내부 층 반사는 대신 원래 빙하 표면에 퇴적된 화산 먼지 층과 크게 관련됩니다. Touchdown Glacier 프로파일을 따라 표면은 눈 덮인 상태에서 프로파일의 맨 끝에 노출된 푸른 얼음으로 바뀝니다. 결과적으로 이 프로필은 연간 눈이 가라앉고 압축되어 전나무와 결국 얼음을 형성하는 지역에서 강한 카타바틱 바람에 의해 표면에서 눈과 얼음이 제거되는 지역으로 안내합니다. 이 변화는 프로파일 끝 근처에서 표면 내부 층이 없거나 약한 데이터에서 명확하게 관찰됩니다. (그림 3a), 연간 눈 축적의 일반적인 빙하 횡단 감소는 프로파일의 시작 부분을 향해 가까운 표면층의 침강을 초래합니다. (그림 3b). 깊이에서는 레이어 반사가 거의 없고 얼음이 반사가 없는 것처럼 보입니다. 프로파일의 맨 처음에 있는 빙하 내부의 다중 회절 쌍곡선 (그림 3b) 인근 산에서 매장된 암석 파편의 존재로 설명할 수 있습니다.
데이터 수집 중 DVL 디스플레이에서 이를 관찰하지 못했지만 완전히 처리된 프로필은 Touchdown Glacier가 레이더그램의 중앙 부분에서 850m 이상 깊이 있음을 보여줍니다. (그림 3a). 데이터 수집 중에 400m 얼음 아래에서 기저 반사가 명백하게 부족하여 고객 지원과의 가장 기억에 남는 상호 작용이 있었고 많은 경험을 했습니다! 남극 대륙에서 데이터를 수집할 두 번째 기회는 거의 없으며 우리는 파란 얼음 위에서 장시간 운전하는 동안 안테나가 심하게 덜거덕거리는 것이 데이터 수집에 영향을 미치지 않도록 하고 싶었습니다. 따라서 위성 전화 연결이 좋지 않아 Sensor & Software에 연락하여 상황을 설명하기 시작했습니다. 처음에 GPR을 가장 가까운 대리점에 보내 점검을 받으라는 지시를 받은 후 저는 매우 유능한 기술자와 연락을 취했습니다. 그의 조언에 따라 위스키, 면봉, 초콜릿 호일 포장 및 은색 덕트 테이프 도구 세트를 사용하여 모든 안테나 연결을 성공적으로 청소하고 개선했습니다!
필드에서의 마지막 날에 1125m의 놀라운 얼음 두께까지 뚫을 수 있었던 것은 이러한 개선 덕분이었을 것입니다. 이것은 내 사무실 문에 걸려있는 프로필이며 얼음이 떠 다니는 로스 빙붕으로 흐르는 곳에서 빙하를 여행하면서 수집되었습니다. (그림 4). 접지 영역의 기본 상태를 특별한 수준으로 이미지화한 매혹적인 프로필입니다. 얼음과 바닷물 사이의 유전적 대비는 프로파일의 시작 부분에서 매우 강한 기저 반사를 만들고, 떠 있는 얼음 바닥은 접지선을 향해 깊이가 증가하는 부드러운 수평에 가까운 계단이 특징입니다. 접지선 근처에서 증가된 회절 쌍곡선은 조석 변화에 반응하여 얼음이 휘어짐에 따라 기저 균열의 존재를 보여줍니다. 얼음 바닥 반사는 결국 쌍곡선에 의해 가려져 빙하 표면 아래 약 1125m에서 프로파일의 끝에 약한 반사로 다시 나타납니다. 이 위치에서 우리는 빙하가 바닥에 깔려 있고 기반암 위에 놓여 있다고 믿습니다.
상대적으로 따뜻한 해수에 의한 기저 용융의 증가와 계곡 모양의 하류 확장은 회절 쌍곡선에 의해 가려진 지역에서 발생하는 극적인 250m 얼음 두께 변화를 설명합니다. 빙하 표면에 가까울수록 레이더 그램은 기복이 심한 내부 층 반사와 빙하 표면에서 최대 400m의 겉보기 깊이까지 확장되는 높은 반사율의 큰 원뿔 모양 영역이 특징입니다. 이 구역은 때때로 푸른 얼음 지역에서 발생하는 얕은 지하수 연못에서 GPR 신호의 잔향과 관련이 있습니다. 스노우 스쿠터 중 하나가 표면의 얼음 층을 뚫고 나왔기 때문에 우리는 이것을 확인하는 불행을 겪었습니다. 이전보다 더 드라마틱하게 들립니다. 지구 물리학자로서 저는 의도하지 않았지만 직접 관찰을 통해 GPR 데이터 세트를 보완하려는 노력에 감사드립니다!
저는 남극에서 이 현장 작업에 대해 매우 좋은 기억을 가지고 있습니다. 지금은 똑같이 아름답지만 "따뜻한" 노르웨이 빙하에서 대부분의 시간을 보내고 있습니다. 내부 수역에 의한 GPR 신호의 산란은 세부 수준과 GPR 침투를 크게 제한합니다. 깊이. 예를 들어, 최근 Jostedalsbreen Glacier로의 현장 학습에서 25MHz GPR 설정은 일반적으로 200m 미만의 침투 깊이를 제공했습니다. GPR은 여전히 따뜻한 빙하를 매핑하는 데 선호되는 방법이지만 여기에 표시된 데이터는 차가운 빙하가 실제로 GPR 조사에 이상적인 매체임을 분명히 나타냅니다.
설문 조사 및 결과에 대한 자세한 내용은 다음 간행물을 참조하십시오.
Gillespie MK, Lawson W., Rack W., Anderson B., Blankenship DD, Young DA 및 Holt JW(2017), Darwin–Hatherton 빙하 시스템의 기하학 및 얼음 역학, 남극 산맥 횡단, 빙하학 저널, 63, 959- 972.
이메일(mette.kusk.gilespie@hvl.no)로 저자에게 연락할 수도 있습니다.
