
千百年来一直为南极大陆巨大的内陆冰盖提供庇护的南极缓冲区,现在正受到海上海浪的冲击。
美国科学家在《自然》杂志上发表的一项新研究称,尽管南极冰盖长期以来一直保护着它,但现在它正受到海洋膨胀的威胁。
千百年来,南部冰盖的海岸大陆架上遍布着海洋的保护层。但现在来自北方的巨浪正在向他们逼近,并可能削弱他们的稳定海岸边缘。随着边缘的断裂,夏季融水的定期泛滥也会导致迅速的冰架崩解。
冰架,带着它们的海洋冰环,是由支流冰川供给的厚冰盘,是巨大的内陆冰盖的延伸。它们减缓了冰盖的冰流,因此迅速分解的冰架对海平面上升有影响。
“这里的海冰就像汽车保险杠上的保险杠一样——保险杠放在适当的位置,汽车就可以承受冲击,而不会受损。”该研究的作者之一、科罗拉多大学博尔德分校国家冰雪数据中心的高级科学家特德·斯坎博斯说。
自1995年以来,南极半岛上的三大冰架——拉森A号、拉森B号和威尔金斯号——突然间急剧解体。
这些破裂发生在几周内,有时甚至只有几天,这标志着它们与更典型的、每隔十年左右就会发生一次的、更自然的大型冰山崩解现象截然不同。
触发发现
直到最近,研究人员还认为由气候变暖和冰雪破裂引起的地表剧烈融化是唯一的元凶。但新的发现表明,海冰的消失和海蚀边缘向狭窄的滑溜溜状冰山的崩解是引发冰架迅速解体的诱因。
这项研究的第一作者、澳大利亚南极科考和南极气候与生态系统合作研究中心的资深科学家Rob Massom说:“我们的研究为海平面上升与海冰变化之间的关系开辟了新的领域。”
“它引入了海洋波浪导致的冰架外层边缘的断裂,这是由于保护海洋的冰缓冲器的消失而造成的,因为它是压断骆驼脊背的稻草。”
他和他的同事分析了三个冰架上的解体,这些冰架已经稳定了几百年甚至上千年:Larsen A在1995年,Larsen B在2002年,Wilkins在2008年和2009年。
他们证实,大气变暖导致冰架表面的融水增加。混合的融水通过裂隙向下渗透,引发了水力压裂过程,削弱了冰。
“海洋波浪导致冰架的外围边缘断裂,因为失去了保护的海冰缓冲,这是压垮骆驼的稻草。”
早期的研究已经确定了冰架在使海平面上升更有可能和南极加速融化的过程中所起的核心作用。
但是,最重要的是,NSIDC的分析揭示了一种以前很少被人认识到的与海冰的联系:所有三次崩解都发生在沿陆架边缘几乎没有海冰覆盖的时候。如果没有这个保护层,这些架子就会暴露在波浪中,从而使本已支离破碎的冰块弯曲。
“我们所发现的是,随着冰架外部部分被海浪扭曲,冰架将面临毁灭。”尽管运动很小,但随着时间的推移,它的架子被削弱了,”Scambos说。
在每一种情况下,海洋膨胀开始影响冰架边缘。随着冰架的弯曲,沿着海岸边缘现有的裂缝会像细长的、滑溜溜的冰山一样崩裂。当时,剩下的冰架已经成熟,随时可能崩塌。
“其他的冰架如果没有表面融水的话,可以存活几个世纪,或者如果水很容易跑掉的话,”Scambos说。“但有了融水池,再加上海冰融化的影响,你可以在短短几周内毁掉一个冰架。”
压力
因为冰架已经漂浮在海洋中,并取代了它们的体积,就像一杯水里的冰块,它们的瓦解并不能直接导致海平面上升。
但是它们确实提供了一个反向压力来减缓冰川的流动速度。一旦冰川消失,气压也随之消失,这使得冰川能够更快地流入海洋,最终导致海平面上升。
马苏姆博士说:“这是减少目前对南极冰冻圈对气候变化的反应及其对海平面上升的影响的巨大不确定性的重要途径。”
南极冰盖中含有足够的冰,足以使海平面上升约57米(187英尺),约为足球场长度的一半。在世界范围内,目前有超过1亿人生活在平均海平面以下
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