*研究小组正在考察斯韦茨冰川附近的海底。图片来源:Alex Mazur /英国南极考察队
冰盖的消失是本世纪海平面上升的最大威胁。
南极洲的斯韦茨冰川(Thwaites Glacier)有时被称为“世界末日冰川”(Doomsday Glacier),据一个国际科学家团队称,由于不断变暖的海洋慢慢地从下方融化其冰层,它正在迅速退缩,导致流速加快、更多破裂,并有崩塌的威胁。这座冰川的面积相当于美国佛罗里达州或英国的面积,目前每年占全球海平面上升因素的4%。如果它真的崩溃,全球海平面将上升几英尺,生活在沿海城市的数百万人将处于极端洪水的危险地带。
“斯韦茨冰川是世界上最宽的冰川,”环境科学合作研究所(CIRES)的高级研究科学家特德·斯坎博斯说,“在过去的30年里,它的流出速度翻了一番,整个冰川水量可以使海平面上升2英尺以上。如果它吸引周围的冰川,可能会导致海平面上升高达10英尺。”
斯坎博斯是国际斯威茨冰川合作组织(ITGC)的美国首席协调员:这是一个由美国国家科学基金会和英国自然环境研究委员会资助的团队,致力于研究脆弱的冰川。这次为期五年的合作旨在收集整个冰川和邻近海洋的仪器数据,并模拟冰流和冰盖的未来。他们的工作揭示了冰、周围的水以及冰从下面的基岩上漂浮出来的区域的主要变化。
*斯韦茨冰川冰舌。来源:美国国家航空航天局
斯韦茨位于南极洲西部,流经120公里长的冰冻海岸线。三分之一的冰川沿着它的东边流动,比其他冰川慢——它被一个浮动的冰架支撑着,这是冰川的一个漂浮的延伸部分,被一座水下的山固定着。冰架的作用就像一个支架,阻止上游的冰块快速流动。俄勒冈州立大学副教授艾琳-佩蒂特说,但减缓斯韦特的冰架不会持续很久。
她的团队发现,在冰川表面之下,漂浮的东侧下方循环的温暖海水正从各个角度溶化冰川。这样一来,冰川就失去了对水下山脉的控制力。佩蒂特说,大量的裂缝已经形成,而且还在增加,这加速了它的消亡。斯韦茨冰川的这种漂浮延伸可能只会再存在几年。
英国南极调查局的物理海洋学家彼得-戴维斯说,暖水对所谓的 "接地带"也是一个威胁,即冰川抬离海床的区域。戴维斯和他的团队用热水钻出从冰架表面到数百米以下的海洋空洞的通道。他们发现,按照极地标准,接地区的海水是温暖的,而且是咸的,为从下面融化冰架创造了首要条件。
康奈尔大学的助理研究员彼得·瓦沙姆也研究接地带。他的团队通过钻孔降下一个遥控水下机器人,对该地区的海洋、冰和海底进行测量。他们绘制了这些特征,直到冰和海底接触的点。瓦沙姆说,地面地带是“混乱的”,有温暖的海水、坚硬的冰,还有一个陡峭、倾斜的底部,可以让水从下面迅速融化冰盖。
但是在这条漂浮线的上游,研究人员发现,水实际上是被潮汐抽到冰层下的一小段距离的。刘易斯和克拉克学院的兼职教授莉兹·克莱恩和他们的团队研究了潮汐抽水机制,该机制在斯韦茨的冰和基岩之间迫使温水流动。冰川的漂浮部分随着潮汐起伏,这种运动就像一个杠杆,将水抽到冰层下。此外,在浮动冰架底部接地区的下游,不断的拉伸和融化正在迅速地在冰上形成长长的通道,水可以在那里流动,影响到冰架的长期稳定性。
随着斯韦茨向上游和冰原的溶解退缩,它可能会在海洋前沿形成非常高的冰崖。圣安德鲁斯大学的博士后研究员安娜·克劳福德和她的团队使用计算机建模来研究冰崖断裂:冰从冰川末端断裂到开放的海洋中。
这个过程可以有很多种形式,但所有这些都可能导致巨大的冰川迅速退缩。南极洲西部基岩的形状使得该地区容易受到冰崖崩塌的影响而迅速退缩,因为随着冰的退缩,越来越高的悬崖可能会暴露出来。克劳福德说,这可能会导致断裂的连锁反应,最终导致坍塌。科考队面临的一个挑战是评估这种情况是否会发生,何时发生,以及发生的速度有多快,但大规模的冰川流失是很可能发生在几十年到几个世纪内。
斯坎博斯说:“如果斯韦茨冰川崩溃,它将拖动南极洲西部的大部分冰川。”“因此,对冰川未来100年的变化有更清晰的认识是至关重要的。”ITCG的研究,包括未来的海平面预测,将对制定相应的适应政策至关重要。
(独家编译:科幻世界)
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