美国宇航局的OMG空中任务发现，格陵兰岛的冰川融化流入海洋（例如这里展示的Apisiaajik冰川）这一过程中，冰快速流失的风险比以往认为的要大。图片来源：NASA/JPL-Caltech
为研究海水如何融化冰川，美国宇航局的海洋融化格陵兰（Oceans Melting Greenland，简称OMG）任务对这个全球最大岛屿的海岸线进行了广泛调查。
美国宇航局的这项OMG任务在2021年12月31日结束。最令人难忘的成果或许正如其名OMG（oh my god）：该任务证明了海水融化格陵兰岛冰川的速度至少与暖空气从上方融化冰川的程度相同。由于目前格陵兰岛冰盖的损失冰对全球海平面上升的贡献多于任何其他单一来源，这一发现彻底改变了科学家对未来几十年海平面上升速度的理解。
这些新颖、独特的测量结果阐明了未来冰层流失的可能进展，在这里，冰川融化的速度是25年前的六到七倍。如果格陵兰冰盖全部融化，全球海平面将上升大约24英尺（7.4米）。
以上只是这个以小型飞机和船只为基础任务故事的冰山一角。在六年的行动中，OMG在北半球最偏远的海岸线上进行了首次科学测量。这项任务对格陵兰岛海岸线周围的海底进行了最全面的调查，内容包括几十个以前未被发现的峡湾（由冰川解体后形成的冰山所堵塞的悬崖湾），并测量了海洋温度在不同地点、不同年份，从上到下的变化情况。为了获取这一独特的数据集，任务飞机在格陵兰岛周围和上空记录了足够的飞行里程，总计可以绕地球13圈以上。
准备工作
超过220座冰川从格陵兰岛流入海洋。在OMG任务开展之前，科学家认为环绕在冰川周围和下方的海水导致了冰层的流失。但是具体有多少呢？
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卫星对海洋表面温度的观测并不能很好地解答这个问题。在格陵兰岛附近，顶层海水温度极低，且盐度不高，含有大量来自最纯净的海域北极地区的海水。仅触及这一层海水的浅层冰川会缓慢融化。但在数百英尺以下，海水温度和盐度都有所上升，深层冰川正在被更温暖的海水蚕食，冰的流失速度是浅层冰川的四到五倍。
查明冰川风险的唯一办法是去格陵兰岛观测冰川及其前方的海床与海水。多年来科学家一直利用这种方式研究单个的冰川，但是南加州NASA喷气推进实验室的OMG首席研究员Josh Willis想要得到完整的图景：用五年时间评估共计220多座冰川，这个时间限度是由NASA地球探险航空研究项目所资助的任务的可用时长。
“开始设计OMG任务的时候，我们问自己：‘能否在五年内做一个实验，告诉我们未来五十年的情况？’结果证明了，他们可以。NASA甚至允许他们第六年去实地进行考察，以观测格陵兰岛西海岸海水温度的快速异常波动。
OMG任务地科考期间使用的几架研究飞机之一。图片来源：NASA/JPL-Caltech
操作实施
该任务的第一项工作就是绘制格陵兰岛周围的海底地图，以此确定温暖的深层水在何处触及冰川。一位承包商利用研究船完成了大部分的测绘工作，OMG副首席调查员、JPL和加州大学欧文分校的Eric Rignot在后续几年里领导了较小规模的调查，以填补缺失的部分。为自上而下测量海洋温度和盐度，Willis开展过一个夏季空中行动，每年沿着整条海岸线的战略位置向海洋投放大约250个探测器。虽然在遥远的北极上空飞行六个夏天，听起来更像是一场冒险，而非一个研究项目。但是Willis说，“只有回想时你才会觉得这是冒险。当你身处其中，你只会低着头，尽可能努力地工作。”对科学家来说，从探测器传回计算机的数据已经足够令人兴奋。OMG收集的详细地图和温度数据表明，有两到四倍的冰川坐落在比以前想象的温度高几度的水中，因此，其风险比任何人估计的都要更高。研究人员了解到，格陵兰岛约三分之一的冰川占其冰川流失量的一半；OMG任务发现，所有有问题的冰川都接触到了温暖的海水。没有考虑到暖水影响的气候模型低估了冰川冰的损失，估计值不到实际损失情况的一半。换句话说，由冰川融化引起的海平面上升中，一半的原因被忽视了。
科学合作
除了海洋学之外，OMG的突破性数据影响了许多对北极的研究。例如，华盛顿大学的Kristin Laidre是一位国际知名的独角鲸专家（独角鲸是一种有着獠牙状突出牙齿的北极鲸）。她和JPL的OMG联合首席研究员Ian Fenty开发了一个对海洋生物学家和海洋学家都有利的项目：将OMG的探测器和声学探测仪放置在格陵兰岛西部冰川前，通过研究巡航记录独角鲸的踪迹。
探测数据提供了一个小区域内近距离观察海洋条件变化程度的特写视图。Laidre希望结合声音数据，这将有助于解释为什么某些冰川前缘对独角鲸特别有吸引力。“我们生物学家可以通过与物理科学家合作，更好地了解动物和种群，”她说，并提到了OMG团队。“有一群想要合作的科学家真的很棒。”
未完待续
任务的结束并不意味着格陵兰海所有新数据产出的停止。2021年，研究团队在海洋温度和环流变化的认知尚不完善的区域投放了一些寿命更长的探测器。这些探测器将在海面下“过冬”，继续在水中上下浮动，以收集数据，这些数据将在明年夏天冰雪融化时被远程读取。
许多领域的科学家会继续使用OMG的观测结果进行研究。截至目前，约有一半使用这些数据的同行评审期刊文章是由该任务的科学团队以外的研究人员撰写的——如此高的比例很不寻常。“我们看到的科学研究比预期多得多，”Willis说，“这些论文的发表不会停止。”
撰文：Carol Rasmussen，喷气推进实验室。
翻译：荣济妍
审校：张楚
引进来源：物理学家组织网
本文来自：中国数字科技馆
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