《南极“末日冰川”融化速度惊人令人困惑 元凶是谁?》

  • 来源专题:大气污染防治
  • 编译者: APC
  • 发布时间:2020-10-13
  • 据英国广播公司(BBC)中文网报道,有“末日冰川”之称的南极思韦茨冰川(Thwaites Glacier)正在以惊人的速度融化,提高海平面,令人担忧更令人困惑。英美科学家近日宣布他们找到了这个问题的答案。  科学家们表示,冰川融化过快的元凶,是潜入冰川底部和基岩之间的暖流,水温摄氏2度。而且,借助最新勘测仪器,科学家绘制出暖流在冰下逡巡的路径。  最新研究结果发表在《冰冻圈》(The Cryosphere)杂志上。  各种探测数据显示,思韦茨冰川前端底部悬空,海洋暖流由一个巨大的通道插入大陆架和冰川底部之间;暴露在水中的冰面越大,融化就越多,而涌入的暖流水量更大,如此形成恶性循环。  报道称,冰川底部的这个空隙比以前认为的更深,大约600米,相当于六个足球场首尾相连。  这股海底暖流,被形容为有数百万年历史的思韦茨冰川的阿基利斯之踵—致命的弱点。  如果思韦茨冰川以现在的速度持续融化,则冰架最终崩塌不可避免,地球的海洋和大气循环系统将被严重扭曲,后果堪忧。  “末日冰川”的秘密  思韦茨冰川是南极最大、移动速度最快的两个冰川之一(另一个是松岛冰川),位于南极州的西部,冰川厚度达4千米,面积超过18万平方公里,略小于英国,和美国佛罗里达州的大小相当。  思韦茨冰川被认为是预测全球海平面上升的关键。数据显示,它拥有足够的冰来将海平面提高65厘米,它融化后注入阿蒙森海的冰水,约占全球海平面上升总量的4%。  美国国家航空航天局(NASA)去年初宣布,利用最新卫星雷达探测技术发现思韦茨冰川底部一个巨大洞穴,高300米,面积约40平方公里,可容纳140亿吨冰。数据显示这个洞穴有很大一部分是三年内形成的。  英国南极勘察局(BAS)用无人潜水艇对冰川底部的水流进行勘测,結果不但探测到由咸、淡水混合而成的湍流,更测得比冰点高出摄氏2度多的“暖水”水温。  根据各种数据绘制的剖面图展示了暖流从底部侵蚀、融化冰川的路径和后果。  NASA和BAS的研究结果证实了科学界多年来的怀疑,即思韦茨冰川前端并不是紧贴着大陆架的基岩,所以暖流可以像梭子一样嵌入冰层和海床之间;切面越大,冰川融化越快。  为什么叫“末日冰川”?  卫星数据显示,自上个世纪70年代以来,思韦茨冰川明显退缩,1992-2017年,冰川接地线以每年0.6至0.8公里的速度退缩。  上个世纪90年代,思韦茨冰川每年融化100亿吨冰,现在差不多是800亿吨。  它的坍塌将使全球海平面上升约65厘米,同时会释放出南极洲西部的其他主要冰体,这些冰体加起来可能会使海平面上升2-3米。  这对许多国家,包括世界上大多数沿海城市来说,将是灾难性的,还会让一些地势低的海岛消失。  但是,更重大的危险在于海洋风暴的烈度将因此加剧。  英国南极勘察科学部负责人沃恩教授(David Vaughan)说,如果海平面升高50厘米,本来千年一遇的风暴可能更频繁,变成百年一遇;如果升高一米,那就可能每10年发生一次。  思韦茨冰川不会在一夜之间全部融化;那需要数十年,甚至超过一个世纪。  但不可否认的是,二氧化碳排放不断增多,使得更多热量进入大气和海洋,意味着地球生态系统中的能量增多,必然导致全球大循环发生变化。  这种现象已经在北极发生,南极的迹象也日益清晰。  哪儿来的暖流?  南极洲西部是南极大陆上风暴最频繁的地方,而这里的冰川稳定性不如东部,受气候和洋流的影响更大。  关键是水温较高的大西洋暖流,从墨西哥湾来到南极,神不知鬼不觉地冲刷冰川底部和悬浮的前缘,使冰层从底部开始融化。  这股来自墨西哥湾的温暖水流因为含盐而较重,所以沉在下方,随大西洋深海洋流进入南极,汇入环绕南极大陆的洋流。  南极的地表水温略高于盐水冰点(-2℃),但墨西哥湾来的洋流温度高于结冰点,大约是1℃到2℃,位于水下大约530米处。上冷下暖的洋流一路逡巡一路侵蚀冰川边缘,并顺着冰川和海床岩石之间的孔道不断冲刷冰川底部。  由于气候变化,地球变暖,海洋水温在升高。太平洋水温的升高导致南极大陆西海岸的风向改变,推动海洋深处的暖流更汹涌。

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    • 编译者:liguiju
    • 发布时间:2023-03-06
    • 南极洲西部斯维茨冰川的快速退缩表面上看似乎由其浮动冰架下的物理过程所驱动,而这些过程与研究人员的认知有所不同。发表在《Nature》杂志上的两篇论文更清楚地描述了冰川下发生的变化,该冰川的大小与佛罗里达州相当,是南极洲变化最快的冰海洋系统之一。研究结果表明,尽管浮动冰架下的融化速度有所增加,但目前的融化速度比许多计算机模型估计的要慢。确定冰川进入海洋位置的观测新数据表明,虽然大部分冰架下的融化比预期的要弱,但裂缝和裂隙中的融化发生得更快。科学家表示,这些发现是认识冰川融化对未来海平面上升贡献的重要一步。 冰架底部和下层海洋之间的一层新鲜海水减缓了冰架平坦部分的融化速度。然而科学家们惊讶地发现,融化在冰架底部形成了一个楼梯状的地形,这些地区以及冰裂缝融化速度更快。自20世纪90年代末以来,斯维茨冰川的接地区(与海底相接的地方)已经后退了14公里。该冰原大部分都在海平面以下,容易受到快速、不可逆转的冰损失影响,在几个世纪内使全球海平面上升超过半米。 对斯维茨东部冰架下方的接地线观测,揭示了该地区冰川和海洋相互作用过程。美国国家科学基金会支持的一项研究通过在600米深的钻孔部署Icefin机器人对接地区域进行勘测,提供了关于冰架下融化情况变化的更多细节。研究人员发现,冰川下被称为梯田的阶梯以及冰底裂缝正在迅速融化,当融化水通过裂缝时,热量和盐分可以被转移到冰川中,进一步扩大裂缝和裂痕。这些重要的观测结果是冰川研究重要的实地观测证据,对冰川研究具有重要价值。(於维樱 编辑)
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    • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者:liguiju
    • 发布时间:2020-08-28
    • 最近,由美国加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋学研究所(Scripps)研究人员领导的一个科学小组在《自然地球科学》(Nature Geoscience)期刊上发表了南极洲浮冰架质量损失的详细历史记录。 该研究利用了长达25年的来自25个欧洲航天局(ESA)卫星飞行任务的数据、NASA冰速数据以及NASA计算机模型。研究人员发现,自1994年以来,这些冰架损失了近4万亿吨。该研究主要作者Susheel Adusumilli表示,“这是迄今为止最令人信服的证据,表明南大洋的长期变化是南极冰层持续流失的原因。” 由于南极冰架的规模巨大,加之无法亲自到达冰架,因此研究人员很难获得详细信息。而卫星可以进行全年监测,并且是定期收集有关南极冰损失的信息。研究小组使用了来自ESA雷达卫星的数据,该数据以每秒2万次的速度向地面发送无线电波,并测量这些波反弹回卫星时的传播时间。研究人员可以使用该信息来确定陆地或冰层的精确高度。这是对南极总面积为150万平方公里(58万平方英里)的所有冰架融化变化的首次分析。 长达25年的记录表明,南极洲周围海洋融化冰架的速度变化很大,但总的来说,冰架质量的损失多于增加。尽管冰架在漂浮,冰架损失本身并不能直接导致海平面上升,但是冰架确实起到了缓冲作用,有助于减缓冰盖从陆地向海洋的滑动,当冰盖变小时,这种影响变弱。如果南极西部冰原完全融化到海洋中,它将使全球海平面上升约3米(10英尺)。尽管在未来几十年内融化的可能性很小,但即使海平面上升4英寸,也可能使美国西海岸的洪水发生频率翻倍。 此外,研究人员还确定了融水在海洋中的深度,因为冰架融化的增加会对全球海平面的上升产生重大的环境影响。融化的冰所产生的水比周围的海洋更冷更新鲜。根据水在海洋中最终到达的位置,它可能会对海洋循环和全球气候产生重大影响。Scripps海洋学冰川学家Helen Amanda Fricker说:“我们有自1990年代中期以来,所有冰架的变化以及融水进入海洋的位置记录。这些记录能够解释大气和海洋的变化力,以及融水如何影响海洋,从而使我们能够改进预测未来海平面上升的模型。” (傅圆圆 编译)