在南極洲的麥克默多站附近，冰架上方出現(xiàn)了大量融水。
南極洲的冰山和冰原蘊(yùn)藏的水足以使全球海平面上升近60米。值得慶幸的是，超過(guò)四分之三的南極大陸被冰架包圍著，也就是保護(hù)南極大陸上的冰的漂浮冰川，就像一堵墻包圍著一座巨大的冰雪城堡。不過(guò)，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了南極冰川新的薄弱之處，可能會(huì)從上到下“侵蝕”這些墻壁。
據(jù)上個(gè)月發(fā)表于《科學(xué)報(bào)告》雜志上的一項(xiàng)研究稱，夏季期間，在寒冷的東南極洲，冰架上會(huì)形成成千上萬(wàn)個(gè)亮藍(lán)色湖泊，遠(yuǎn)多于科學(xué)家此前認(rèn)為的數(shù)量。與此同時(shí)，根據(jù)近日發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》雜志上的一項(xiàng)研究，在西南極洲迅速融化的地區(qū)，溫暖的“倒轉(zhuǎn)河”正在從下方侵蝕著冰架的薄弱部位。
隨著地球持續(xù)變暖，上述兩個(gè)過(guò)程都可能加速南極冰層和其阻擋的巨大冰川的消亡。
侵蝕的藍(lán)色湖泊
在一年的大部分時(shí)間里，覆蓋地球兩極地區(qū)的冰層都處于深度凍結(jié)狀態(tài)。然而，到了溫和的夏季，表面冰層開(kāi)始融化，流入地勢(shì)低的地區(qū)，形成了藍(lán)色的湖泊。
雖然這些湖泊很美，但對(duì)冰層來(lái)說(shuō)卻是個(gè)壞消息。由于這些湖泊的顏色很深，可以吸收更多的太陽(yáng)能量，進(jìn)而導(dǎo)致冰川進(jìn)一步變暖。在某些條件下，密集的湖泊會(huì)迅速流入下方的冰層，導(dǎo)致冰層破裂，這一過(guò)程被稱為“湖泊導(dǎo)致的水壓致裂”。
在過(guò)去的十年里，科學(xué)家們一直在格陵蘭島和南極半島快速變暖的地區(qū)深入研究這些融水湖。最近，一組研究人員對(duì)東南極洲的融水湖進(jìn)行了首次系統(tǒng)性調(diào)查。東南極洲是南極洲最冷的地方，也是冰川最穩(wěn)定的地方。
結(jié)果，研究者發(fā)現(xiàn)的湖泊比預(yù)想的多得多。
事實(shí)上，研究者通過(guò)2017年1月的衛(wèi)星數(shù)據(jù)，在東南極海岸線上發(fā)現(xiàn)了多達(dá)65000個(gè)湖泊。該研究的主要作者、英國(guó)杜倫大學(xué)的冰川學(xué)家Chris Stokes表示：“我們環(huán)顧四周，幾乎到處都能看到湖泊。這令我們非常吃驚?！?/p>
不過(guò)，比湖泊數(shù)量更令人不安的是，許多湖泊似乎都集中在冰架區(qū)域，這些區(qū)域很容易因水壓致裂而崩塌。Stokes說(shuō)：“湖泊的密集程度比我們之前認(rèn)為的更接近導(dǎo)致水壓致裂?！?/p>
新研究只關(guān)注了一個(gè)融冰季節(jié)，而且是一個(gè)非常奇怪的季節(jié)：2016年末和2017年初，南極洲海岸線出現(xiàn)了異常的大氣環(huán)流模式，天氣比較溫和，導(dǎo)致大量海冰融化。Stokes說(shuō)，科學(xué)家們計(jì)劃利用另外幾年的衛(wèi)星數(shù)據(jù)重復(fù)之前的分析。不過(guò)，即使2017年是個(gè)例外，研究仍表明，東南極洲的一些冰架可能比我們想象的更容易受到溫暖年份的影響。
就像科羅拉多大學(xué)博爾德分校的冰川學(xué)家Alison Banwell說(shuō)的那樣，“大氣溫度正不斷升高，因此我們應(yīng)該會(huì)看到更多溫暖的年份。”她沒(méi)有參與新研究。
在融水湖泊引起人們對(duì)東南極洲冰架未來(lái)?yè)?dān)憂的同時(shí)，一股看不見(jiàn)的力量正在從下方襲擊西南極洲的冰層。汩汩的溫水從冰架深處涌出，形成了像河流一樣的水道，不斷侵蝕著冰架的底部。
幾年前，伍斯特學(xué)院的冰川學(xué)家Karen Alley開(kāi)始通過(guò)衛(wèi)星圖像研究這些所謂的“倒轉(zhuǎn)河”。通過(guò)檢查冰川表面的洼地，她發(fā)現(xiàn)有些“倒轉(zhuǎn)河”很大，寬達(dá)5公里，長(zhǎng)達(dá)上百公里，深達(dá)幾十米。她還注意到，這些河流經(jīng)常形成于冰川學(xué)家所謂的“剪切邊緣”下方，即冰架邊緣的薄弱點(diǎn)。
在最新的研究中，Alley和研究的共同作者使用衛(wèi)星圖像試圖弄清楚為什么會(huì)出現(xiàn)這種情況。正如他們?cè)谛抡撐闹兴鶊?bào)告的那樣，剪切邊緣下方河流的形成似乎是從陸地開(kāi)始的，當(dāng)流動(dòng)的冰流向前流動(dòng)并侵蝕冰川邊緣時(shí)，“倒轉(zhuǎn)河”就開(kāi)始形成。當(dāng)這些冰流到達(dá)海洋時(shí)，相對(duì)于周圍較厚的冰層會(huì)上升，在冰架底部形成一個(gè)類似的倒轉(zhuǎn)河床。上升的溫暖海水不斷注入到“河床”上，進(jìn)而形成一條“倒轉(zhuǎn)河”。
研究人員發(fā)現(xiàn)，這些河流最有可能是在快速流動(dòng)的冰下形成的，包括保護(hù)西南極洲處于危險(xiǎn)的松島冰川和斯韋茨冰川的冰架?？偟膩?lái)說(shuō)，“位于剪切邊緣上的冰架水道比我們想象的要多得多，” Alley說(shuō)。
沒(méi)有人能確定“倒轉(zhuǎn)河”在加速冰架破裂的過(guò)程中起了多大作用。不過(guò)，在之前對(duì)蓋茲冰架的研究過(guò)程中，Alley發(fā)現(xiàn)這類河流可以迅速變深，一年中從冰架底部侵蝕掉多達(dá)9米深的冰。如果“倒轉(zhuǎn)河”中的水因?yàn)闅夂蜃兓兊酶鼫嘏敲慈诒倪^(guò)程可能會(huì)急劇加速。
“這可能產(chǎn)生微不足道的影響，也可能產(chǎn)生很大的影響，” Alley說(shuō)?！暗覀冎?，這更有可能使我們失去冰架。這些水道使冰川的薄弱環(huán)節(jié)變得更加脆弱。”
雙線襲擊
總之，融水湖泊和隱藏的河流指向了人們對(duì)南極洲冰川不甚了解的薄弱之處。這兩種現(xiàn)象可以共同作用，進(jìn)一步導(dǎo)致冰川融化。
Banwell說(shuō)，冰川表面的湖泊對(duì)冰架的影響通常取決于冰架剪切邊緣的強(qiáng)度。她說(shuō)，如果剪切邊緣被溫暖的海水從下方侵蝕，那么就可能更容易因湖泊而破裂。隨著氣候持續(xù)變化，大氣和海洋都在變暖，兩方面的侵蝕可能會(huì)進(jìn)一步加速冰川融化。
“我認(rèn)為在未來(lái)，由于大氣變暖，我們會(huì)看到越來(lái)越多的湖泊，”Banwell說(shuō)?！案髲?qiáng)度的融冰和更多的湖泊，再加上冰下河流的侵蝕，意味著南極冰架將會(huì)變得更加不穩(wěn)定?！?/p>
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