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藏的水足以使全球海平面上升近60米。值得慶幸的是，超過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，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了南極冰川新的薄弱之處，可能會從上到下“侵蝕”這些墻壁。
據(jù)上個月發(fā)表于《科學(xué)報告》雜志上的一項研究稱，夏季期間，在寒冷的東南極洲，冰架上會形成成千上萬個亮藍(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，根據(jù)近日發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》雜志上的一項研究，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，上述兩個過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，表面冰層開始融化，流入地勢低的地區(qū)，形成了藍(lán)色的湖泊。
雖然這些湖泊很美，但對冰層來說卻是個壞消息。由于這些湖泊的顏色很深，可以吸收更多的太陽能量，進(jìn)而導(dǎo)致冰川進(jìn)一步變暖。在某些條件下，密集的湖泊會迅速流入下方的冰層，導(dǎo)致冰層破裂，這一過程被稱為“湖泊導(dǎo)致的水壓致裂”。
在過去的十年里，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。
事實上，研究者通過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個湖泊。該研究的主要作者、英國杜倫大學(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，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：“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)注了一個融冰季節(jié)，而且是一個非常奇怪的季節(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，科學(xué)家們計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，即使2017年是個例外，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說的那樣，“大氣溫度正不斷升高，因此我們應(yīng)該會看到更多溫暖的年份?！彼龥]有參與新研究。
在融水湖泊引起人們對東南極洲冰架未來擔(dān)憂的同時，一股看不見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開始通過衛(wèi)星圖像研究這些所謂的“倒轉(zhuǎn)河”。通過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。
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出現(xiàn)這種情況。正如他們在新論文中所報告的那樣，剪切邊緣下方河流的形成似乎是從陸地開始的，當(dāng)流動的冰流向前流動并侵蝕冰川邊緣時，“倒轉(zhuǎn)河”就開始形成。當(dāng)這些冰流到達(dá)海洋時，相對于周圍較厚的冰層會上升，在冰架底部形成一個類似的倒轉(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的冰下形成的，包括保護(hù)西南極洲處于危險的松島冰川和斯韋茨冰川的冰架?？偟膩碚f，“位于剪切邊緣上的冰架水道比我們想象的要多得多，” Alley說。
沒有人能確定“倒轉(zhuǎn)河”在加速冰架破裂的過程中起了多大作用。不過，在之前對蓋茲冰架的研究過程中，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”中的水因為氣候變化而變得更溫暖，那么融冰的過程可能會急劇加速。
“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。“但我們知道，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，冰川表面的湖泊對冰架的影響通常取決于冰架剪切邊緣的強度。她說，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進(jìn)一步加速冰川融化。
“我認(rèn)為在未來，由于大氣變暖，我們會看到越來越多的湖泊，”Banwell說?！案髲姸鹊娜诒透嗟暮?，再加上冰下河流的侵蝕，意味著南極冰架將會變得更加不穩(wěn)定。”
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