卫星视角观察“锂三角”：地质学与绿色科技的隐秘联系

卫星视角观察“锂三角”：地质学与绿色科技的隐秘联系 阿尔蒂普拉诺-普纳高原位于安第斯山脉中部，是一个面积达 50 万平方公里的高原，也是地球上仅次于青藏高原的第二高原。在这片干燥的平原上，多种气候和地质因素交织在一起，形成了大量的地下锂矿床。阿尔蒂普拉诺-普纳位于地球上已知最大的活跃岩浆库之一。虽然该地区降水量极少（每年不足30 厘米（12 英寸）），但与火山活动有关的热液自然地补充了地下蓄水层。随着时间的推移，含有微量锂的岩石风化，导致金属在含水层中积聚。根据美国地质调查局的数据，全球已探明的锂资源约有一半位于玻利维亚、阿根廷和智利的地下矿藏中，该地区被称为"锂三角"。上图由陆地卫星 8 号上的陆地成像仪（OLI）获取，显示了阿根廷西北部胡胡伊省靠近智利边境的锂矿。浅蓝色的矿区蒸发池格外显眼。锂矿位于一个名为奥拉罗兹盐湖（Salar de Olaroz）的大盐滩以南。为了开采锂，人们在地表下富含锂的卤水中打井。它们将卤水分流到内衬塑料的长方形蒸发池。盐水混合物在池塘里一待就是几个月，阳光和风通过蒸发将锂、盐和其他物质分离出来。这种富含锂的溶液随后被加工成碳酸锂或氢氧化锂。陆地卫星图像显示，紧邻 Salar de Olaroz 的矿场自 2016 年以来已扩大了数倍，目前已成为阿根廷最大的锂矿之一。2018 年，为南面 2 公里处的另一个矿山开发了蒸发池。过去二十年间，全球锂产量增长了近十倍，从 2001 年的约 1.5 万公吨增至 2022 年的14.6 万公吨。美国国家航空航天局地球观测站的图片，由 Wanmei Liang 使用美国地质调查局提供的 Landsat 数据制作。编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

格陵兰的大面积融化：三十年间完成冰河时代到灌木林地的演变

格陵兰的大面积融化：三十年间完成冰河时代到灌木林地的演变 从 Sydgletscher 上方望向格陵兰西北部 Qaanaaq 的鲍登峡湾。图片来源：马克-史密斯冰雪流失的总面积相当于阿尔巴尼亚的面积，约占格陵兰冰川覆盖总面积的 1.6%。这让曾经的冰雪之地，如今已变成荒芜的岩石、湿地和灌木丛。来自利兹大学的一组科学家追踪了格陵兰岛从 20 世纪 80 年代到 2010 年代的变化，他们说，气温升高导致冰层后退，这反过来又对地表温度、温室气体排放和地貌稳定性产生了影响。永久冻土层地球表面以下的永久冰冻层正在因气候变暖而"退化"，科学家警告说，在某些地区，永久冻土层可能会对其上的基础设施、建筑和社区造成影响。今天（2 月 13 日），《科学报告》杂志报道了他们的研究结果："三十年间，格陵兰岛植被翻了一番，主导了整个格陵兰岛的土地覆盖变化"。对比 20 世纪 80 年代末和 2010 年代末 30 米分辨率下的土地覆盖分类，可以发现随着植被覆盖范围的扩大，尤其是西南部和东北部的植被覆盖范围扩大，出现了绿化现象。土地覆盖率分析是在网格上进行的（所分析的卫星图像由规则的像素网格组成），网格的每个像素都是 30 米乘 30 米的正方形。资料来源：利兹大学变暖趋势与未来预测格陵兰岛是北极地区的一部分。它是世界上最大的岛屿，面积约 836,330 平方英里（210 万平方公里）。大部分土地被冰和冰川覆盖，居住着近 5.7 万人。自 20 世纪 70 年代以来，该地区的变暖速度是全球平均速度的两倍。与 1979 年至 2000 年的平均气温相比，格陵兰 2007 年至 2012 年的年平均气温升高了 3 摄氏度。研究人员警告说，未来可能会出现更极端的温度。这项研究的作者之一、利兹环境学院的地球科学家乔纳森-卡里维克（Jonathan Carrivick）说："气温升高与我们在格陵兰看到的土地覆盖变化有关。通过分析高分辨率卫星图像，我们能够详细记录正在发生的土地覆被变化"。格陵兰岛西部 Kangerlussuaq 附近的罗素冰川和前冰川地区。资料来源：乔纳森-卡里维克冰雪消失，取而代之的是裸岩和灌木冰的流失主要集中在现今冰川的边缘，但也集中在格陵兰岛的北部和西南部。在西部、西北中部和东南部的局部地区，冰的流失量也很大。三十年间，植被覆盖的土地面积增加了 33,774 平方英里（87,475 平方公里），比研究期间增加了一倍多。西南部、东部和东北部的植被明显增加。西南部 Kangerlussuaq 附近和东北部个别地区的茂密湿地植被增加最多。研究人员的分析表明，植被在北纬 63 度至 69 度之间的纬度梯度上有所增加，而在其以北则有所减少。乔纳森-卡里维克说："我们看到有迹象表明，冰的流失正在引发其他反应，这将导致冰的进一步流失和格陵兰岛的进一步'绿化，与此同时，融化的冰层释放出的水流带走了泥沙和淤泥，最终形成了湿地和沼泽地"。格陵兰岛西北部 Qaanaaq 的扇形冰川的前冰川区，显示辫状前冰川溪流。资料来源：马克-史密斯冰川流失引发进一步变暖冰的流失会影响陆地表面温度，这是因为反照率的原因。冰雪可以很好地反射照射到地球表面的太阳能量，这有助于保持地球的温度。随着冰雪的消退，基岩会暴露出来，从而吸收更多的太阳能，使地表温度升高。同样，冰融化后会增加湖泊中的水量。水比雪吸收更多的太阳能，这也会增加陆地表面的温度。分析表明，整个格陵兰岛的湿地面积几乎翻了两番，尤其是在东部和东北部。湿地是甲烷的排放源。研究人员在论文中写道"植被的扩大，尤其是湿地地区植被的扩大，表明但也加剧了永久冻土的融化、活动层的增厚，从而排放了以前储存在这些北极土壤中的温室气体"。研究人员还开发了一个模型，用于预测格陵兰岛上未来可能发生"明显和加速"变化的地区。报告的主要作者迈克尔-格兰姆斯博士补充说："植被的扩展与冰川和冰盖的退缩同步进行，这极大地改变了沉积物和营养物质流入沿岸水域的情况。"这些变化至关重要，尤其是对土著居民而言，他们传统的生计狩猎活动依赖于这些脆弱生态系统的稳定，此外，格陵兰冰量的减少是全球海平面上升的一个重要原因，这一趋势对现在和未来都构成了重大挑战。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

卫星视角观察加利福尼亚清湖的有毒藻类和背后的环境保护疏忽

卫星视角观察加利福尼亚清湖的有毒藻类和背后的环境保护疏忽 2024 年 5 月 15 日由 Landsat 9 号卫星上的 Operational Land Imager-2 拍摄的加利福尼亚清湖的卫星图像。2024 年 5 月中旬，藻类大量繁殖，加利福尼亚州清湖水域一片混浊。5 月 15 日，Landsat 9 号卫星上的 OLI-2（Operational Land Imager-2，陆地成像仪 2 号）拍摄到这幅图像时，湖面大部分区域都能看到明亮的绿色漩涡。藻华可能包含蓝绿藻（也称为蓝藻）以及其他类型的浮游植物，只有直接取样才能确定藻华的确切成分。蓝藻是一种单细胞生物，依靠光合作用将阳光转化为食物，有些蓝藻会产生微囊藻毒素，这是一种强烈的毒素，会刺激皮肤并导致肝脏和肾脏受损。清湖（Clear Lake）是一个天然营养丰富的富营养化湖泊，有利于藻类和水生植物的生长。该湖位于旧金山湾以北约 60 英里（100 公里）处，根据沉积物岩芯显示，该湖长期以来一直含有大量藻类，可能从约 1 万年前上一个冰河时代结束时就开始这样了。但近年来，人们增加了对湖水的营养输入，有害水华的数量也随之持续增加。在清湖已确认的 130 多种藻类中，有三种蓝绿藻在特定条件下会对人类健康造成不良影响。据莱克县官员称，这些有害藻类的大量繁殖往往发生在春季和夏末。磷等营养物质通过支流进入湖中，导致藻类过量生长。附近农场、葡萄园、有问题的化粪池系统、砾石矿和一个废弃的露天汞矿的径流也是造成湖泊水质问题的原因。一些诱发水华的营养物质存在于湖床沉积物中，只是在波浪作用和非本地鲤鱼的觅食和产卵行为下被搅动起来。水质分析工具显示，叶绿素-a（植物和浮游植物（包括藻类）中捕获阳光的色素）水平以及估算蓝藻浓度的指数在整个五月初都有所上升。这些估计值来自哨兵-3 号上的海洋颜色仪器，并由美国国家海洋和大气管理局国家海洋服务局（NOAA National Ocean Service）进行了额外处理。截至 5 月 25 日，当地的水质监测人员尚未测量出此次藻华的微囊藻毒素浓度。即使不存在毒素，大量的藻类仍会危害水生生物；细菌在分解死亡的浮游植物时会消耗氧气，从而导致缺氧和死亡区。美国国家航空航天局地球观测站的图片，由 Wanmei Liang 使用美国地质调查局的 Landsat 数据拍摄。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

即将发射的NISAR雷达卫星将为全球观察和拯救地球冰冻圈作出努力

即将发射的NISAR雷达卫星将为全球观察和拯救地球冰冻圈作出努力 如图所示，NISAR 是 NASA-ISRO 合成孔径雷达的简称，标志着美国和印度太空机构首次合作开发地球观测任务的硬件。它的两个雷达系统将每 12 天两次监测地球上几乎所有陆地和冰面的变化。图片来源：NASA/JPL-Caltech最后一项能力将帮助研究人员破解小规模过程如何导致覆盖南极洲和格陵兰岛的冰原以及世界各地的高山冰川和海冰发生巨大变化。NISAR 是 NASA-ISRO 合成孔径雷达的简称，它将提供迄今为止最全面的地球冰雪环境（统称为冰冻圈）中冰冻表面的运动和变形情况。位于南加州的美国宇航局喷气推进实验室的冰川学家亚历克斯-加德纳说："我们的星球把恒温器调得很高，地球上的冰正在通过加快运动和加速融化来做出反应。我们需要更好地了解其中的过程，NISAR将为此提供测量数据"。NISAR 将于 2024 年发射，它将利用雷达监测地球陆地和冰面的变化，包括冰架的破裂。这些 2022 年 1 月和 3 月从南极洲东部拍摄的卫星图像（上图）和（下图）显示，随着冰山落入海洋，格伦泽冰川和康格冰川的边缘正在崩塌。资料来源：美国国家航空航天局NISAR 卫星将于 2024 年由印度空间研究组织从印度南部发射，每 12 天对地球上几乎所有的陆地和冰面进行两次观测。这颗卫星对地球冰冻圈的独特洞察力将来自两个雷达的联合使用：一个波长为 10 英寸（25 厘米）的 L 波段系统和一个波长为 4 英寸（10 厘米）的 S 波段系统。L 波段可以穿透积雪，帮助科学家更好地跟踪冰层下的运动，而 S 波段对表示融化的积雪水分更加敏感。这两种信号都能穿透云层和黑暗，从而能够在长达数月的极地冬夜进行观测。与其他大型成像雷达卫星不同的是，NISAR 的轨道方位使其能够从南极洲遥远的内陆地区、靠近南极的地方收集数据，而其他大型成像雷达卫星则更广泛地覆盖北极地区。南极洲的冰原拥有地球上最大的冰冻淡水库，而冰层流失的速度是海平面上升预测中最大的不确定因素。NISAR 扩大的覆盖范围对于研究从南极洲中部高海拔地区流向海洋的冰的运动至关重要。美国国家航空航天局（NASA）和印度空间研究组织（ISRO）联手打造了一项功能强大的新太空任务，将对不断变化的地球进行精细追踪。这颗卫星名为"NISAR"，将利用先进的雷达系统来加深我们对森林砍伐、冰川萎缩和海冰流失、自然灾害、气候变化以及其他全球生命迹象的了解。资料来源：NASA/JPL-Caltech/ISRO通过测量，科学家们还可以密切研究冰与海洋交汇处的情况。例如，当冰原的一部分位于海平面以下的地面上时，盐水就会渗入冰下，加剧融化和不稳定性。南极洲和格陵兰岛也都有冰架从陆地延伸并漂浮在海洋上的冰块随着冰山的断裂而逐渐变薄和崩塌。冰架有助于防止陆地上的冰川滑入海洋。如果冰架减少，冰川就会加速流动和断裂。自 20 世纪 90 年代以来，南极洲和格陵兰岛的冰川减少速度都在加快，目前还不确定这两个地区的冰川将以多快的速度继续消退。NISAR 将改善我们对这些变化的横向和纵向观察。西雅图华盛顿大学冰川学家、NISAR 冰冻圈负责人伊恩-乔芬（Ian Joughin）说："NISAR 将为我们提供有关这种运动的连续延时影片，这样我们就能了解它是如何变化以及为什么变化，并更好地预测它在未来将如何变化。"这颗卫星还将跟踪地球高山冰川的变化。自 20 世纪 60 年代以来，海平面的上升约有三分之一是冰川融化造成的，气候导致的冰冻和融化模式的变化会影响下游人口的供水。在喜马拉雅山脉，NISAR 的全天候能力将帮助研究人员监测冰川湖泊的蓄水量，这对评估灾难性洪水的风险至关重要。供职于印度艾哈迈达巴德的印度空间研究组织空间应用中心的冰川学家苏希尔-库马尔-辛格（Sushil Kumar Singh）说："喜马拉雅山的美和困难都在于云层。有了 NISAR，我们将能够获得更连续、更完整的数据集，而使用可见光的仪器则无法做到这一点。"NISAR 还将捕捉两个半球海冰的移动和范围。海冰使海洋与空气隔绝，减少了蒸发和向大气的热量流失。海冰还能反射阳光，通过反照率效应使地球保持凉爽。几十年来，随着水温和气温的升高，北极海冰的融化程度不断增加，海冰数量也在不断减少。由于更多的海面暴露在阳光下，北冰洋在夏季获得并保持更多的热量，需要更长的时间来降温。JPL 海冰科学家本-霍尔特（Ben Holt）说，这意味着冬季形成的冰更少，第二年夏季融化的速度更快。与迄今为止的任何雷达任务相比，NISAR 对南大洋的覆盖范围更大，它将为南极洲的研究提供新的视角，在过去几年之前，南极洲的海冰大多比较稳定。南极洲的海冰在 2023 年达到了历史最低点。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

突破性研究揭示星形沙丘的年龄和快速形成过程 为了解地球的地质历史提供线索

突破性研究揭示星形沙丘的年龄和快速形成过程 为了解地球的地质历史提供线索 摩洛哥 Erg Chebbi 的 Lala Lallia 星沙丘。资料来源：C. 布里斯托教授星形沙丘是一种巨大的沙丘，其名称源于从中心山峰伸展开来的手臂。从高空俯瞰，这些沙丘就像星星一样，广泛分布于现代沙漠中，包括非洲、阿拉伯、中国和北美洲的沙海。研究显示，摩洛哥沙丘底部最古老的部分已有 1.3 万年的历史。然而，沙丘是在过去一千年中迅速形成的，这一发现令科学家们大吃一惊，因为他们一直认为大型沙丘的历史要久远得多。星形沙丘被认为是地球上最高的沙丘，中国巴丹吉林沙漠中的一座高达 300 米在太阳系的其他地方，火星和土星的卫星土卫六上也发现了星沙丘。尽管星形沙丘在今天很常见，但在地质记录中几乎从未发现过。它们的缺席让科学家们感到困惑，因为过去的沙漠是地球历史的常见组成部分，保存在地下深处的岩石中。来自Google地球 2023 Maxar Technologies 的 Lala Lallia 中国巴丹吉林沙漠卫星图像，沙丘峰顶用虚线标出，GPR 剖面用实线标出，编号圆圈表示取样位置。资料来源：《科学报告》，DOI: 10.1038/s41598-024-53485-3这项发表在《科学报告》杂志上的新研究将摩洛哥东南部一个名为"Lala Lallia"（在柏柏尔语中意为"最高圣点"）的星形沙丘的地基年代定为距今约 1.3 万年前。该沙丘位于撒哈拉沙漠靠近阿尔及利亚边境的厄格切比（Erg Chebbi）地区，该地区曾出现在《SAS 侠盗联盟》等电视剧和《木乃伊》、《撒哈拉沙漠》等大片中。地质意义和技术进步研究表明，这种沙丘之所以能达到目前的 100 米高和 700 米宽，是因为在过去的一千年里，它在缓慢向西移动的过程中迅速增长。阿伯里斯威斯大学地理与地球科学系的 Geoff Duller 教授说："这项研究实际上就是失踪沙丘的案例我们在地质记录中看不到它们的原因一直是个谜。只是因为有了新技术，我们现在才能开始揭开它们的秘密。这些发现可能会让很多人大吃一惊，因为我们可以看到这个巨大的沙丘形成得如此之快，而且它正以每年约 50 厘米的速度在沙漠中移动。这些梦幻般的星形沙丘是世界自然奇观之一。"伯克贝克大学和伦敦大学学院的查理-布里斯托教授补充道："利用地面穿透雷达来观察这个星形沙丘的内部，使我们能够展示这些巨大的沙丘是如何形成的，并建立一个新的模型，以便地质学家更好地了解在岩石记录中应该寻找什么来识别这些神奇的沙漠地貌。"科学家们的突破性研究表明，星沙丘的形成时间与地球历史上的"少干纪"（Younger Dryas）一个突然变冷的时期相近。研究还发现，沙丘停止生长的时间长达 8000 年。在该遗址发现的陶器也表明，在大旱来临之前，较湿润的环境（也许是扩大的季风）稳定了沙丘。这项研究利用阿伯里斯特威斯大学开发的发光测年技术，发现了沙子中的矿物最后一次暴露在阳光下的时间，从而确定了它们的年龄。阿伯里斯威斯大学的杜勒教授补充道："阿伯里斯特威斯开发的发光测年技术正在揭开世界上最具挑战性气候的一些秘密，这真是一种殊荣。它们让我们对地质学有了深入的了解，这可能会产生更广泛的影响，包括用于水资源和碳储存的地质沉积物。"杜勒教授的最新发现使用了与他发现世界上最古老木结构时相同的发光测年技术这项研究发表在去年的《自然》杂志上。编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

Suomi NPP卫星带你观察南澳海岸色彩斑斓的藻华

Suomi NPP卫星带你观察南澳海岸色彩斑斓的藻华 2024 年 1 月 10 日，卫星拍摄的南澳大利亚邦尼海岸表层水域的蓝绿丝状藻华这幅由 Suomi NPP 卫星上的 VIIRS（可见光红外成像辐射计套件）传感器拍摄的图像显示了 2024 年 1 月 10 日的浮游植物竞相绽放。美国国家航空航天局的 Terra 和 Aqua 卫星收集的图像显示，2023 年 12 月下旬，从太空中首次可以看到藻华。弗林德斯大学海洋学家约亨-卡姆普夫（Jochen Kaempf）说："我们从图中看到的绿色丝状物可以肯定是沿大陆架断裂延伸的浮游植物藻华，其存在深度约为 150 米。更蓝的信号可能是位于很浅水域的沉积物，也可能是不同的浮游植物物种"。要确认浮游植物的种类需要从海面采集水样。不过，卡姆普夫最近的一项研究表明，硅藻通常主导着这一区域的大型水华。温度异常和上升流事件在卫星观测中，冷水上升流的迹象也很明显。美国国家航空航天局多尺度超高分辨率海面温度项目（MUR SST）的海面温度数据显示，1 月 10 日邦尼海岸大部分地区的水温比该日的长期平均温度（2003-2014 年）低约 3 摄氏度（5.4 华氏度）。凉爽的海水是大南澳大利亚海岸上升流系统（Great South Australian Coastal Upwelling System）造成的，这是一种季节性现象，从南澳大利亚的塞杜纳（Ceduna）一直延伸到维多利亚的波特兰（Portland）距离约 800 公里（500 英里）。该地区的上升流发生在夏季（12 月至次年 5 月），此时来自东南方向的季节性风会平行吹向海岸线。这些风通过一种叫做埃克曼输送的过程，将沿海表层海水推向近海，并从大约 300 米深处吸上来冷水。上升流对海洋生物的重要性海洋深处的水通常含有丰富的营养物质，因为死亡海洋生物的残骸会不断沉入海底并分解。释放出的营养物质，尤其是氮和磷，对浮游植物的生长至关重要。当富含营养物质的海水到达光照充足的海洋上层（光区）时，就会促进浮游植物的生长，导致像这样的浮游植物大量繁殖，并使叶绿素-a（参与光合作用的一种绿色色素）的表面浓度增加十倍。浮游植物的大量繁殖滋养了各种海洋生物。海洋生物学家估计，邦尼海岸的上升流每年会吸引大约 80 头蓝鲸来享用硅藻。由于浮游植物丰富，许多种类的滤食性动物和螃蟹，以及沙丁鱼、凤尾鱼、金枪鱼和其他种类的鱼类都在这里繁衍生息。据美国国家海洋和大气管理局（NOAA）估计，上升流区仅占海洋面积的 1%，但却支持繁育了约 50% 的鱼类。这里丰富的海洋生物甚至吸引了大量的大白鲨，以至于原版电影《大白鲨》的部分场景就是在附近的礁石处拍摄的。编译自/ScitechDaily ... PC版： 手机版：