眾多同行評(píng)議的研究表明，永久凍土的解凍造成不穩(wěn)定的土地，對(duì)重要的北極基礎(chǔ)設(shè)施，如道路、火車軌道、建筑物和機(jī)場(chǎng)產(chǎn)生負(fù)面影響。這些基礎(chǔ)設(shè)施的維修費(fèi)用很高，而且影響和費(fèi)用預(yù)計(jì)將繼續(xù)增加。

利用先進(jìn)的水下測(cè)繪技術(shù)，MBARI的研究人員和他們的合作者發(fā)現(xiàn)，由于永久凍土的解凍，海底正在發(fā)生巨大的變化。在一些地區(qū)，深沉的天坑已經(jīng)形成，有些比一個(gè)城市街區(qū)的六層樓房還要大。在其他地區(qū)，被稱為Pingos的冰山已經(jīng)從海底升起。

“我們知道整個(gè)北極地區(qū)正在發(fā)生巨大的變化，但這是我們第一次能夠部署技術(shù)來看到近海也在發(fā)生變化，”MBARI的地質(zhì)學(xué)家和該研究的主要作者之一Charlie Paull說。“這項(xiàng)突破性的研究揭示了如何檢測(cè)海底永久凍土的解凍，然后在建立基線后進(jìn)行監(jiān)測(cè)。”

雖然北極陸地永久凍土的退化部分歸因于人類驅(qū)動(dòng)的氣候變化導(dǎo)致的年平均溫度上升，但研究小組在海底記錄的與海底永久凍土有關(guān)的變化來自于更古老、更緩慢的氣候轉(zhuǎn)變，與我們從上一個(gè)冰河時(shí)代的出現(xiàn)有關(guān)。類似的變化似乎已經(jīng)沿著前永久凍土的向海邊緣發(fā)生了數(shù)千年。

“這個(gè)地區(qū)的海底溫度沒有很多長(zhǎng)期數(shù)據(jù)，但是我們所擁有的數(shù)據(jù)并沒有顯示出變暖的趨勢(shì)。海底地形的變化是由緩慢移動(dòng)的地下水系統(tǒng)攜帶的熱量驅(qū)動(dòng)的，”Paull解釋說。

加拿大自然資源部地質(zhì)調(diào)查局的研究科學(xué)家Scott Dallimore說：“這項(xiàng)研究通過過去十年的國(guó)際合作成為可能，這些合作提供了現(xiàn)代海洋研究平臺(tái)，如MBARI的自主機(jī)器人技術(shù)和由加拿大海岸警衛(wèi)隊(duì)和韓國(guó)極地研究所操作的破冰船。”他與Paull一起領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究。“加拿大政府和生活在波弗特海沿岸的伊努維阿魯特人高度重視這項(xiàng)研究，因?yàn)樗枋龅膹?fù)雜過程對(duì)評(píng)估地質(zhì)災(zāi)害、創(chuàng)造獨(dú)特的海洋棲息地以及我們對(duì)生物地球化學(xué)過程的理解都有影響。”

加拿大波弗特海是北極的一個(gè)偏遠(yuǎn)地區(qū)，隨著氣候變化促使海冰的退縮，科學(xué)家們最近才得以進(jìn)入。

自2003年以來，MBARI一直是國(guó)際合作的一部分，與加拿大地質(zhì)調(diào)查局、加拿大漁業(yè)和海洋部，以及自2013年以來與韓國(guó)極地研究所一起研究加拿大波弗特海的海底。

MBARI使用自主式水下航行器（AUV）和船基聲納繪制海底水深測(cè)量圖。Paull和研究團(tuán)隊(duì)將在今年夏天乘坐韓國(guó)破冰船R/V Araon號(hào)返回北極。這次與MBARI的加拿大和韓國(guó)長(zhǎng)期合作者的旅行--加上美國(guó)海軍研究實(shí)驗(yàn)室的加入--將有助于完善我們對(duì)海底永久凍土解凍的理解。

MBARI的兩艘AUV將對(duì)海底進(jìn)行非常詳細(xì)的測(cè)繪，MBARI的MiniROV--一種便攜式遙控潛水器--將能夠進(jìn)一步探索和取樣，以補(bǔ)充測(cè)繪調(diào)查。