揭開南極“未知點”面紗 實現地球重力“全掌握”
經過歐洲科學家團隊的不懈努力，地球上最後一塊鮮為人知的地區——南極點終於不再神秘。歐洲南極科研項目PolarGAP派出各種飛行器在南極來回探查，獲得了一系列極其重要的信息，包括南極點的重力場、南極冰川下的地貌等等。
有了這些信息，人們能夠繪製出第一幅精確的全球重力模型圖；只有掌握了全球重力數據，才能更好地理解固態地球、水文學、冰雪圈、海洋和大氣的運動過程及其變化。重力數據的主要應用領域包括大地測量學（包括水平測量和地圖繪製），導航系統（比如美國開發的GPS系統和俄羅斯開發的格洛納斯系統）以及人造衞星軌道規劃。
廣州日報訊 雖然美國在南極建立基地已有幾十年的歷史，但人們對南極厚厚的冰層之下藏着什麼仍然知之甚少。歐洲科學家們聯合進行的這項南極科研項目名叫PolarGAP，其大部分資金來自歐洲太空總署（Esa）。項目從2015年10月1日開始，預計將於2017年4月1日結束。該項目的重要任務之一就是對人造衞星探測不到的地球區域進行測量。
歐洲太空總署對南極點的重力場尤其感興趣。該機構的重力場探測航天器——GOCE衞星之前收集了一系列地球重力數據，但唯獨缺乏南極點的重力信息。
填補重力地圖“盲點”
這導致GOCE衞星繪製的重力地圖上有一個“洞”。如今，歐洲太空總署通過南極科研項目PolarGAP獲得了南極點重力場的數據，補上了重力地圖上的這個“洞”。對南極重力場的探測有助於科學家們回答一個百年來的重大疑問：地球的重力場為何不同，不同之處是什麼。
來自丹麥科技大學全國空間研究所的佛斯伯格（René Forsberg）教授説，重力數據是理解地球上各處高度的基礎知識，GPS和其他人造衞星系統都需要有一個全球通用的參照物。“Polar GAP項目獲取的數據會使未來的全球重力模型更為精確。這些數據與幾十年來人們從北極地區收集的數據、聯合國行動獲得的數據，以及冷戰解密的一些重力數據集合在一起，使人類對地球重力的認識達到了100%全覆蓋。”佛斯伯格教授對英國媒體介紹。
勾勒“深藏不露”的地貌
同時，重力的大小對應着冰川下的地形。通過測量重力，人們能勾勒出南極洲“深藏不露”的地貌。
為了獲取更豐富的信息，PolarGAP項目團隊派出了一架載滿探測設備的雙水獺式飛機。飛機攜帶着重力和磁場傳感器，還裝載了雷達和激光高度計。這架飛機沿着網格線在極地飛行，總飛行距離達到約3萬公里。
雷達測量了冰原的厚度和層次，同時也描繪出岩牀的形狀。雷達還獲得了南極的水在冰和岩石連接處流動的信息。重力信息幫助科學家明確南極洲下方地殼的厚度，磁場信息則有助於人們瞭解岩漿岩和沉積盆地的分佈情況。激光高度計捕捉到了頂部冰層的形狀。
目前，PolarGAP項目獲取的數據仍在處理過程中，但是歐洲科學家團隊已經能夠確認：南極存在着一片廣闊的盆地。這片盆地在冰流向海洋的過程中扮演了重要的控制角色。
“這是一個長達1000公里的巨大盆地，從威德爾海一路延伸至南極點。”英國南極考察團隊成員Fausto Ferraccioli説：“這是南極洲大陸最重要的特徵之一。因為南極境內速度最快的冰流就是從它的上方流動的，這塊盆地可能對流動的線路和過程至關重要。”
未來：尋找“最古老的冰”
此前，有限的調查工作對南極點冰川下的盆地彭薩科拉提出了諸多疑問。但這次，彭薩科拉的存在和範圍都被PolarGAP科考項目證實了。
通過獲取這塊盆地的信息，人們得到更多線索，去尋找南極大陸最古老的冰——它們大約有150萬年曆史。科學家們渴望知道最古老的冰的化學成分，因為這些信息有助於探索地球氣候變遷的過程。盆地的信息對地質學家們也至關重要，這樣他們才能明智地選擇在何處下手鑽探，探索岩牀。目前為止，還沒有人能從南極冰原的正下方獲得岩石樣本。
多國科學家無間合作
此次PolarGAP項目能取得突破，也得益於多國科研機構的緊密合作。PolarGAP項目團隊的成員分別來自挪威基地研究所，丹麥科技大學全國空間研究所和英國南極考察團隊。這一項目也得到了美國國家科學基金會的支持。PolarGAP項目派出的雙海獺飛機必須在美國的南極基地重新加油。
英國南極考察團隊的湯姆·喬丹博士説，過去的這個夏天裏，團隊在南極進行了了不起的科研探索。“當我們飛躍橫貫南極洲的山脈時，異乎尋常的美麗讓所有人感嘆和敬畏。”他説，團隊成員的專業和敬業是獲得研究成果的關鍵。“每位成員都有獨特的長處和技能，我們合作無間。”
背景科普
歐洲GOCE衞星
地球重力場和海洋環流探測衞星（Gravity Field and Steady-State Ocean Circulation Explorer，簡稱“GOCE衞星”）是歐洲太空總署研製和發射的最先進的探測衞星之一。它也是第一顆在空間軌道上運行的地球探測器。GOCE衞星發射於2009年3月17日，是歐洲首顆利用高精度和高空間分辨率技術收集全球重力場數據的衞星。
雖然重力看不見也摸不着，但它卻實實在在地影響着人們生活的方方面面。人們常以為地球表面的重力是恆定的，但實際上，在地球的每個地方，重力單位“G”的數值都有細微差異。GOCE衞星能精確地捕捉重力場的變化，並且提供詳細信息。人們對地球重力場的信息掌握越全面，就越有可能製作出大地水準面的準確模型。因此，GOCE衞星做的工作是開創性的。
2013年11月11日，GOCE衞星燃料耗盡，在大氣層中分解碎裂，完成了自己的使命。