海洋学家和钻井工程师Dr. Keith Makinson是英国南极调查局(BAS)和卑尔根大学(挪威)南极观勘探队的七名成员之一，他们于2014年前往南极洲的Filchner-Ronne冰架，负责对750多米厚的冰层进行钻孔，从而在冰下海洋中布放一套专为长期监测而设计的一系列海洋仪器，进而探索和了解其巨大冰架表面之下海洋水体的各种性质及物理过程。
从冰量上来讲，龙尼-菲尔希纳冰架(Filchner-Ronne Ice Shelf)是南极洲最大的冰架，其面积 (430,000 km²)远超华北平原。对于科学界来说，它是衡量南极乃至世界海洋健康的重要指标。为了监测冰架以下流动的水团，该勘探队重返5号站点(1998/1999年钻探场地)，此地因多个水团流经而广受科学家们关注。在此处设立监测站就能够观察不同水团在季节尺度上的演变并感知更长周期下的演变信号。
By ice volume, the Filchner-Ronne Ice Shelf is the largest ice shelf in Antarctica.Dr. Keith Makinson
南极观测并非易事，虽然已经形成多年来的常规观测，但从计划阶段到最终仪器的成功布放还是会花费大量的人力物力。例如，钻孔设备及大量所需燃料至少需要提前一年运抵南极。低温也会造成仪器故障和管道冻结等问题，已经打好的钻孔会以0.5-2 厘米/小时的速度重新结冻，因此钻孔作业需要非常迅速，并且小心避免仪器设备与钻孔壁冻在一起。BAS采用特制的有化冰效果的热水钻，钻机内的加热器以110升/分钟的速度将水加热升高到88℃，进行直达冰下海水的直径为30cm的冰层钻孔。在5号站点，冰架厚约770米(相当于东方明珠电视塔高的1.6倍)，钻井速度为1.2-1.6米/分钟，到达海洋需要大约十个小时。在接近冰架底部，还需用直径1米的特制钻刷进一步扩大钻孔，从而防止设备回收过程中受阻。
冰层钻孔会以0.5-2 厘米/小时的速度重新结冻，因此仪器布放作业需要非常迅速 (照片来源: Keith Makinson)
“我们从早上8点开始钻孔，预计12小时后完成，之后花一整晚的时间进行温盐深剖面观测、收集沉积物岩芯及水样。”据Dr. Makinson回忆，“我们最开心的时刻莫过于锚系观测设备完全布放好并成功发回第一条数据的时候。这样可以确保即使最终仪器无法回收，但宝贵的数据已经拿到。”
BAS将海洋仪器放入冰层下的海水中，进行温度、电导率、深度、流速流向、以及溶解氧的观测。在三个钻孔之一的5b号站点，BAS布放了一条RBR定制温度链。据RBR工程师回忆说，这是他们接到的最长的温度链定制要求——400米，上面配备24个温度测量节点，每个温度节点的校准精度为0.005°C。Dr. Makinson说，“正是因为有这个温度链，我们才能获取垂向高分辨率的温度数据，这对于我们分辨水团非常有帮助。”
科学家Keith Nicholls 将温度链连接到主锚系缆绳上 (照片来源: Svein Østerhus)
为了测量冰架下水团如何运动、量化冰架融化情况，BAS在5a号和5c号站点，装配了4台高精度RBRduo C.T温盐仪、1台RBRconcerto C.T.D温盐深仪、4台Nortek Aquadopps流速仪、以及RBR感应耦合传输系统(MLM)。传统MLM布放中，上述仪器通过RBR感应耦合水下数据发送器(SSM)与锚系缆相连，SSM把仪器数据转换为电磁信号，信号在锚系包塑钢缆内传输，传输给水面浮标上的RBR感应耦合数据采集终端(HEM)，再把电磁信号转换回数字信号，实现水下数据的实时传输。为了形成电子通路，锚系缆末端的塑料护套被剥离，从而与周围的海水形成完全通路。由于南极的特殊环境，水会沿锚系缆结冰，因此RBR的工程师特别修改了MLM感应耦合系统的设计，使得MLM不需要依靠周围海/淡水形成通路。此外，还特别定制了数据采集终端(HEM)，使之能够承受南极的极寒气温。
“What temperature does that have to work in?” an RBR engineer remembered asking. The reply? “Well, it’s going to be in a box that warms up to -40°C.”Discussion during design process
由于冰层钻孔会重新结冰，5号站点布放的仪器均无法回收，这就提出一个问题：“如何最大限度地利用无法回收的仪器的价值？”BAS的目标是建立一个可以运行十年的监测站。“从过去的经验来看，只要能够保证供电，通常效果很好。由于仪器的功耗非常低，因此仪器的使用寿命几乎与电池寿命一样长。”Dr. Makinson提到，“到目前为止，得到的数据已经很好了。希望5号站点能够成为Filchner-Ronne冰架观测网站点之一，这样研究人员就可以更全面的了解冰架以下海洋的情况。”BAS目前还有另一个由自然环境研究委员会资助的项目，该项目的重点是研究流入Filchner冰架的冰流。本季，他们还与阿尔弗雷德韦格纳研究所(德国)合作，成功地完成了四个冰层钻孔。下一季，有更多的与德国和挪威团队的合作计划。未来，这些布放可能不要持续十年之久，但希望能够提供足够的数据来了解有关Filchner 冰架下方水域的更多信息。
上述项目得到了自然环境研究委员会和卑尔根大学的支持。