巨大的气球帮助极地科学家建造地下隧道

巨大的气球帮助极地科学家建造地下隧道

巨型气球用于为在格陵兰冰原上工作的科学家制造隧道。

东格陵兰冰芯项目,
巨大的气球帮助极地科学家建造地下隧道

1967年,美国放弃了一个因为它的地下隧道在冰层的重压下坍塌。 对于在世界上最寒冷和最偏远地区工作的科学家来说,这是一个熟悉的问题,他们还必须处理有限的基础设施和缺乏建筑材料。 现在,北极研究人员已经设计出一种创造性的解决方案:在雪下膨胀巨型气球,形成令人惊讶的强大且环保的圆柱形隧道。

该方法的先驱,哥本哈根大学的物理学家JørgenPederSteffensen说,这种技术就像制作热狗一样。 “使用吹雪机,我们切割了一条沟 - 这就是发髻,”Steffensen说道,他也负责东格陵兰冰核项目(EastGRIP)的后勤工作,该项目的重点是了解冰盖的历史。 “气球是巨型热狗的形状,我们将它充气到地面以下。 然后我们把雪扔回“ - 调味品,在这个比喻中 - ”并且雪更加坚硬。“几天之后,气球被放气并被带走,留下了提供遮蔽,工场或储藏的隧道。科学家们。

过去,格陵兰岛和南极洲的极地工程师使用平木梁或弧形铝支撑在冰冷的墙壁和地板上方创造天花板。 积雪会积聚在上面并变硬。 但随着时间的推移,冰会变形和收缩,导致天花板下垂和墙壁变窄,最终可能完全关闭。 这就是秘密的美国基地,即世纪营地。

Steffensen说,球囊技术已经显示出优于传统方法的几个优点。 首先,由于拱门的固有强度,圆柱形隧道比矩形支撑天花板略微收缩。 在由气球形成的一个测试隧道中,工程师测量了每年25厘米的收缩,而传统的沟槽收缩为每年27厘米。

巨大的气球帮助极地科学家建造地下隧道

雪堆在上面,气球放气,留下一条隧道。

东格陵兰冰芯项目,

并且在圆柱形隧道中可以更容易地管理任何收缩。 如果没有支撑,团队成员可以用锯切割侵入的墙壁以重新扩建房间,而不会有崩溃的风险。 还有一个环境优势:旧技术所需的金属或木材需要燃料密集的货机飞行,并且比气球重许多倍。 在天花板变形后,支撑材料通常无法从地下冰层中取出,因此研究人员必须将其留在后面。

斯蒂芬森于2012年首次在另一个格陵兰基地尝试了该技术。 去年夏天,他领导了在EastGRIP建造全隧道系统的团队,总共部署了8个气球。 最大的气球长40米,但有几个可以端对端放置,以制造更长的隧道。 经过去年夏天的初步钻探测试,今年夏天的钻探已经完全开始,隧道提供始终如一的凉爽温度。 “这对冰芯来说是个好消息,因为我们希望它们保持尽可能冷,”斯特芬森说。

极地工程师有兴趣在其他地方采用这项技术。 为南极洲Concordia研究站的意大利团队提供物流服务的工程师Vincenzo Cincotti在南极夏季购买了两个气球来测试存储设施。 虽然他认为气球技术比运输金属或木材便宜,但他很想知道南极洲的干燥和寒冷条件是否会影响雪融化形成隧道的冰冷屋顶。 “如果它有效,你可以用气球制作尽可能多的避难所,”他说。