深海丘陵是海底最常见的结构，但也是最难观测到的。这些平缓起伏的丘陵很少比深海平原高几百米，它们排成一排，形成平行山脊。在声呐绘制的海洋地图中，人们瞥见了它们，但用其他方式就看不到了。

现在，研究人员在迄今最详细的全球海底地图上发现了20多万座这样的丘陵，该地图是用地表水和海洋地形（SWOT）卫星的雷达数据绘制的。这颗耗资12亿美元的卫星由美国国家航空航天局（NASA）和法国国家航天局研发，于两年前发射，可以高精度测量海洋高度。

SWOT卫星观测到的深海丘陵的平行山脊。图片来源：Yao Yu

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通过寻找水在重力作用下堆积于海底不同结构的微妙方式，SWOT卫星不仅揭开了深海丘陵，还揭开了数千个更高的海底山脉和其他结构的面纱。这张地图有助于人们研究板块构造和洋流，并帮助潜艇人员避免危险。相关论文12月12日发表于《科学》。

“这太神奇了。”论文通讯作者、美国斯克里普斯海洋学研究所的海洋地球物理学家Yao Yu说。

美国新罕布什尔大学海岸与海洋测绘中心主任Larry Mayer说，利用声呐绘制的地图目前只呈现了25%的海底，还有很多地方尚待探索。他表示，SWOT卫星数据填补了一个主要需求，“是巨大的飞跃”。

与传统高度计发射雷达脉冲并用卫星上的传感器测量反射不同，SWOT卫星用两个5米长的吊杆末端的天线捕捉反射，它们的尺寸和间距可以实现更精确的测绘。NASA喷气推进实验室SWOT项目科学家Lee-Lueng Fu说，尽管有人怀疑吊杆能否很好地对齐以克服误差，但SWOT卫星自发射以来一直表现完美，“未来几年将有突破性的成果”。

其实，SWOT卫星的主要目标不是绘制海底地图，而是测量陆地上的水流和海洋中的漩涡。但在漩涡产生的海面大型起伏和凹陷中，较小的波动反映了以前看不见的海底结构。

2023年，Yu和其他人利用现有的高度计卫星，绘制了被称为海山的较大海底结构，使已知海山的数量增加了近一倍，达到4万多个。现在，SWOT卫星将数据再翻一番，因为它发现了小到450米高、直径4公里的海山。

这些海山已被证明可以承载深海水回流到海表面，这是洋流“传送带”中输送热量、营养物质和二氧化碳的关键机制。Yu还希望，SWOT卫星数据能够揭示海山如何产生小型漩涡，将表面流混合在一起，并在今年困住世界上最大的冰山A23a。

新地图还揭示了偏远地区板块构造的大规模力量。在加拿大北极岛屿之间的浅水区，它捕捉到由古裂谷作用形成的丘陵和山谷交替的独特模式。在南极洲附近的威德尔海，它显示了南美洲、非洲和南极洲三板块交界处的人字形结构。Mayer说：“SWOT卫星将精确定位那些真正存在异常和怪事的地方。”

这张新地图显示，深海丘陵覆盖了约70%的海底。关于深海丘陵的信息可用来改善板块历史重建。Yu希望，对深海丘陵结构的全球观察使该领域重新焕发生机。

全球海底地图将变得更好。研究人员正针对声呐和卫星数据重叠的地方训练人工智能模型，然后使用模型从比较中学到的知识提高SWOT卫星读数的分辨率。

相关论文信息：https://doi.org/10.1126/science.ads4472