根據麻省理工學院研究人員的一項新研究，冰川的流動速度對壓力比以前的計算更加敏感，該研究顛覆了幾十年來用於描述冰流的方程式。這裡的壓力指的是作用在南極冰川上的力量，它主要是受重力的影響。
據悉，重力會將冰拖向低海拔地區。冰川動力學和遙感小組的博士生、該研究的論文第一作者Joanna Millstein指出，粘性冰川的流動“真的類似於蜂蜜”，“如果你把蜂蜜擠在一塊烤麵包的中心，它在向外滲出之前會堆積在那裡，這跟冰發生的運動完全相同。”
Millstein和她的同事們提出的對方程式的修改應該能改善對冰川的冰流進行預測的模型。這可以幫助冰川學家預測南極的冰流可能對未來的海平面上升做出怎樣的貢獻，不過Millstein表示，方程的改變不太可能會使海平面上升的估計值超過氣候變化模型下已經預測的最大水平。
Millstein說道：“儘管我們對來自南極洲的海平面上升的幾乎所有不確定性都跟冰流的物理學有關，所以這將有望成為對這種不確定性的制約。”
這篇發表在《Nature Communications Earth and Environment》上的論文的其他作者包括麻省理工學院地球、大氣和行星科學系的Cecil and Ida Green職業發展教授Brent Minchew以及利茲大學的大學學術研究員Samuel Pegler。
大數據的好處
所謂的方程式–稱為格倫流動定律(Glen’s Flow Law)是描述粘性冰流的最廣泛使用的方程。據Millstein介紹稱，它是由英國科學家J.W.Glen在1958年開發的，他是20世紀50年代從事冰流物理學研究的少數冰川學家之一。
由於直到最近在野外工作的科學家相對較少，再加上大多數大型冰川冰原的偏遠和不可接近性，直到最近才有很少的嘗試在實驗室外校準格倫流動法。在最近的研究中，Millstein和她的同事們利用了南極冰架的大量新衛星圖像修改了流動法的應力指數。
Millstein說道：“2002年，南極洲的這個主要冰架（拉森B）倒塌了，而我們從那次倒塌中得到的只是兩張間隔一個月的衛星圖像。現在，在同一地區，我們可以每六天獲得一次（圖像）。”
Millstein指出，新分析表明–南極洲最具活力、變化最快的地區的冰流–冰架，它基本上擋住並擁抱着大陸冰的內部–對壓力的敏感度比通常認為的要高。她樂觀地認為，不斷增長的衛星數據記錄將有助於在未來捕捉南極洲的快速變化並提供對冰川潛在物理過程的洞察力。
但研究人員指出，壓力並不是影響冰流的唯一因素。流動規律方程的其他部分代表了溫度、冰粒大小和方向的差異以及冰中含有的雜質和水–所有這些都可以改變流速。Millstein稱，像溫度這樣的因素在了解冰流如何影響未來的海平面上升方面可能特別重要。
應力下的裂縫
另外，Millstein及其同事還在研究冰原崩潰的力學，這涉及到跟用於理解冰流問題的不同的物理模型。Millstein表示：“冰的開裂和破碎是我們現在正在研究的，其使用應變率觀察。”
據了解，研究人員使用InSAR即由衛星收集的地球表面的雷達圖像來觀察冰原的變形，它可以用來對應變進行精確測量。通過觀察具有高應變率的冰區，研究人員希望能更好地了解裂縫和裂隙傳播以引發崩塌的速度。