研究顯示基底融水正在自下而上地解凍格陵蘭冰原

在過去的七年時間裡,由劍橋大學的Poul Christoffersen教授領導的一個科學小組一直在研究彙集在格陵蘭冰原之上的融水湖,並尋求更好地了解它們在整個巨大冰體的行為中所扮演的角色。

研究顯示基底融水正在自下而上地解凍格陵蘭冰原

該小組的最新發現顯示,融水正在以非常大的力量通過表面的裂縫落到底部,而其所產生的力量則可以跟世界上最大的水電站所產生的力量相比擬,它在底部產生了完全前所未有的融化效應。

Christoffersen和他的團隊一直在研究格陵蘭冰原的融水湖,從而努力了解它們是如何排水的以及是什麼讓這個過程發生得如此迅速。每年夏天,當冰原受到更長的白天和更高的溫度時,這些湖泊就會在表面形成,水則會通過冰上的裂縫和斷裂快速下降到冰原底部約一公里的床面。

“當研究冰原和冰川的基底融化時,我們研究的是熱源如摩擦、地熱能、水凍結時釋放的潛熱以及進入上方冰層的熱損失,”Christofferson說道,“但我們沒有真正關注的是排水融化的水本身產生的熱量。在表面形成的水裡儲存着大量的引力能量,當它落下時,這些能量必須去到某個地方。”

研究顯示基底融水正在自下而上地解凍格陵蘭冰原

科學家們目前的重點是Store Glacier,這是冰原最大的出口之一。對冰原床的狀況進行直接測量已被證明是困難的,但科學家們使用了一種叫做相位敏感無線電回波探測的技術,這可以讓他們能測量冰川底部的融化率。儘管表面被陽光照射而基底沒有,但他們發現其中一些基底的融化率跟表面的融化率一樣高。

為了了解其中的原因,該研究的作者計算了落入冰川床的融水量,他們得出結論,在2014年夏季,每天的融水量高達8200萬立方米。根據該團隊的說法,這麼多的水落到基座上所產生的能量跟世界上最大的水力發電站–中國三峽大壩所產生的能量相當。

將此應用於整個冰原在盛夏時節的融水區覆蓋近100萬平方公里,研究小組稱其產生的水電比世界上10個最大的水力發電站加起來還要多。研究人員認為,這種效應還沒有被計入冰原對海平面上升的貢獻,不過隨着地球繼續變暖,這種效應可能只會增加。

研究顯示基底融水正在自下而上地解凍格陵蘭冰原

Christoffersen說道:“考慮到我們在高緯度地區目睹的氣候變化,這種形式的水力發電可能很容易增加一倍或兩倍,而當我們估計冰原對海平面上升的貢獻時,我們甚至還沒有包括這些數字。”

從附近的一個鑽孔中獲取的傳感器讀數驗證了基底融化率,儘管冰原基底的融化點為-0.39℃,這些讀數顯示冰原床的水溫卻高達0.88℃。

Christoffersen指出:“鑽孔觀測結果證實,融水在撞擊床面時加熱了。原因是基底排水系統的效率比將水帶過冰層的裂縫和導管低得多。排水效率的降低導致水本身的摩擦加熱。當我們把這個熱源從我們的計算中剔除時,理論上的融化率估計整整出了兩個數量級。落水產生的熱量正在自下而上地融化冰塊,而我們所報告的融化率是完全前所未有的。”

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上一篇 2022-02-22 15:27
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