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敲响警钟:南极洲从上方和下部同时融化
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【发布日期】 2019-12-04 15:25:09
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作者马德琳·斯通

南极洲麦克默多站(McMurdo Station)附近,冰架上方出现大量融水。

照片:nicholas bayou,unavco

南极洲的冰山和冰原含有足够的水来将全球海平面升高近60米。幸运的是,超过四分之三的南极大陆被冰架所包围,即保护南极大陆冰的浮动冰川,就像围绕着一座巨大冰城堡的墙。然而,科学家在南极冰川中发现了新的弱点,这些弱点可能会从上到下“侵蚀”这些墙。

根据上个月发表在《科学报告》杂志上的一项研究,在夏季,南极洲东部寒冷的冰架上将形成数千个明亮的蓝色湖泊,远远超过科学家们的想象。同时,根据最近发表在《科学进步》杂志上的一项研究,在南极洲西部快速融化的地区,温暖的“反向河流”正在从下面侵蚀冰架的脆弱部分。

随着地球持续变暖,上述两个过程可能会加速南极冰及其阻挡的巨大冰川的灭绝。

被侵蚀的蓝色湖泊

一年中的大部分时间,覆盖地球极地的冰处于深度冻结状态。然而,在温和的夏天,表层冰开始融化,流入低洼地区,形成蓝色湖泊。

虽然这些湖泊很美,但对冰来说却是坏消息。由于这些湖泊的颜色很深,它们可以吸收更多的太阳能,从而进一步暖化冰川。在某些条件下,密集的湖泊会迅速流入下面的冰层,导致冰层破裂,这一过程被称为“湖泊诱发的水力压裂”

在过去十年里,科学家们一直在深入研究格陵兰岛和南极半岛快速变暖地区的融水湖。最近,一组研究人员对东南极洲的融水湖进行了首次系统调查。东南极洲是南极洲最冷的地方,也是冰川最稳定的地方。

结果,研究人员发现了比预期更多的湖泊。

事实上,研究人员在2017年1月通过卫星数据在东南极的海岸线上发现了多达65,000个湖泊。英国达勒姆大学冰川学家克里斯·斯托克斯是这项研究的主要作者,他说:“我们环顾四周,几乎随处可见湖泊。这让我们非常吃惊。”

然而,比湖泊数量更令人不安的是,许多湖泊似乎集中在冰架区,这些冰架区容易因水力压裂而坍塌。斯托克斯说:“湖的密度比我们想象的更接近,导致水力压裂。”

新研究只关注一个融化季节,这是一个非常奇怪的季节:2016年底和2017年初,南极海岸线经历了异常的大气环流模式,天气相对温和,导致大量海冰融化。斯托克斯说,科学家计划利用其他年份的卫星数据重复先前的分析。然而,即使2017年是个例外,研究显示,东南极洲的一些冰架可能比我们想象的更容易受到温暖年份的影响。

正如博尔德科罗拉多大学冰川学家艾莉森·班威尔所说,“大气温度正在上升,所以我们应该会看到更多温暖的年份。”她没有参与新的研究。

反向河流

当融水湖引起人们对东南极洲冰架未来的担忧时,一股无形的力量正从下面袭击西南极洲的冰层。汩汩的温水从冰架深处涌出,形成一条像河流一样的通道,不断侵蚀冰架的底部。

几年前,伍斯特冰川学家卡伦·艾利学院开始通过卫星图像研究这些所谓的“反向河流”。通过检查冰川表面的洼地,她发现一些“倒转的河流”非常大,宽5公里,长数百公里,深几十米。她还注意到这些河流通常形成于冰川学家所说的“剪切边缘”之下,即冰架边缘的薄弱点。

在最新的研究中,艾利和该研究的共同作者使用卫星图像试图找出这种情况发生的原因。正如他们在他们的新论文中所报道的,剪切边缘以下的河流的形成似乎是从陆地开始的。当流动的冰向前流动并侵蚀冰川边缘时,“反向河流”开始形成。当这些水流到达海洋时,它们会相对于周围较厚的冰层上升,在冰架底部形成类似的倒转河床。上升的温暖海水不断注入“河床”,从而形成一条“倒转的河流”。

研究人员发现,这些河流很可能是在快速移动的冰下形成的,包括保护濒危的宋道冰川和西南极洲斯维特兹冰川的冰架。总的来说,“前沿的冰架水道比我们想象的要多,”艾利说。

没有人知道“反向河流”在加速冰架破裂方面发挥了多大作用。然而,在之前对盖茨冰架的研究中,艾利发现这样的河流会迅速加深,一年内从冰架底部侵蚀高达9米的冰。如果“反向河流”中的水因气候变化而变暖,融化冰的过程可能会急剧加快。

“这可能会产生微不足道的影响,也可能会产生重大影响,”艾利说。“但我们知道,我们更有可能失去冰架。这些水道使得冰川的薄弱环节更加脆弱。”

双线攻击

简而言之,融水湖和隐藏的河流指出了人们对南极洲冰川知之甚少的弱点。这两种现象可以共同作用,进一步导致冰川融化。

班威尔说,湖泊对冰架上冰川表面的影响通常取决于冰架剪切边缘的强度。她说,如果剪切边缘被温暖的海水从下面侵蚀,它可能更有可能被湖泊破坏。随着气候持续变化,大气和海洋都在变暖,这两个地区的侵蚀可能会进一步加速冰川的融化。

班威尔说:“我认为,由于大气变暖,我们将来会看到越来越多的湖泊。”冰和更多湖泊的进一步融化,加上冰下河流的侵蚀,意味着南极冰架将变得更加不稳定

(译者:流浪狗)

资料来源:国家地理中文网(官方五)

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