科學家發現南極洲漂浮冰架面臨的另一個威脅

據外媒報道,加州大學歐文分校和NASA噴氣推進實驗室(JPL)的冰川學家研究了2017年7月特拉華州大小的冰山A68從南極洲拉森C冰架上崩塌的動力,結果發現可能的原因是冰融物變薄。冰融物是被風吹起的雪、冰山碎片和冰凍海水的混合物,通常用於癒合裂縫。

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研究人員在於2021年9月27日發表在《Proceedings of the National Academy of Sciences》上的論文中指出,他們的建模研究顯示冰融物變薄是冰架崩潰的一個主要驅動因素。他們稱,冰架下面的海水循環和上面的輻射變暖在幾十年的時間裡逐漸使冰層融化惡化。

由於冰架被認為是支撐和防止陸地上的冰川更迅速地流入海洋,這種關於裂縫動力學的新知識照亮了氣候變化和冰架穩定性之間的一個以前未被重視的聯繫。

這項研究的論文共同作者、UCI地球系統科學教授Eric Rignot說道:“將大段浮動冰架粘在一起的冰層變薄是氣候變化導致南極洲冰架快速退縮的另一種方式。考慮到這一點,我們可能需要重新思考我們對極地冰層流失造成的海平面上升的時間和程度的估計–也就是說,它可能比預期來得更快、更大。”

研究人員利用NASA的冰層和海平面系統模型、該機構的冰橋行動(Operation IceBridge)任務的觀測結果及NASA和歐洲衛星的數據評估了拉森C冰架上的數百個裂縫,以此來確定哪些裂縫最容易被打破。他們選擇了11條從上到下的裂縫進行深入研究,然後通過建模來觀察三種情況中哪種情況最容易破裂:因冰融物變薄、因冰層變薄,或因冰架和冰層都變薄。

“很多人憑直覺認為,‘如果你使冰架變薄,你將使它變得更加脆弱,它將會破裂’,”這項研究的論文首席作者、JPL研究科學家和小組主管Eric Larour指出。

相反,該模型顯示,在不改變冰融物的情況下,變薄的冰架能夠修復裂縫,年平均拓寬率從79米降至22米。冰架和熔岩的減薄還減緩了裂縫的擴大,但程度較輕。但當只模擬冰融物變薄時,科學家們發現裂縫擴大的年平均速度為76至112米。

Larour表示,這種差異反映了這些物質的不同性質。“冰融物一開始就比冰要薄。當它只有10或15米厚時,就會變得類似於水一樣,此時冰架裂縫被釋放並開始裂開。”

即使在冬天,更溫暖的海水也能從下面到達冰融物,因為裂縫會延伸到冰架的整個深度。

“南極半島大型冰山撞擊事件增加背後的主流理論是水力破裂,其中表面的融冰池允許水通過冰架的裂縫向下滲入,當水再次凍結時裂縫就會擴大,”Rignot說道,“但這一理論未能解釋冰山A68如何能在南極洲冬季的死寂中從拉森C冰架上斷裂,因為當時沒有融冰池。”據悉,Rignot還是JPL高級研究科學家。

他表示,他和冰凍圈研究界的其他人見證了南極半島的冰架崩潰,這一切源於幾十年前開始的退縮。

“我們終於開始尋求一種解釋,為什麼這些冰架開始退縮並在水力壓裂可以作用於它們之前的幾十年就進入這些不穩定的構型,”Rignot說道,“雖然冰融物變薄不是唯一可以解釋的過程,但它足以說明我們觀察到的惡化。”

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