全球冰川的消融导致海平面上升,影响海洋循环、海洋环流和生态系统的生产力。冰川和冰盖的持续变化是由海底潮汐冰川边缘融化和冰山崩解造成的。然而,冰川变化的预测在很大程度上依赖于海底融化的理论建模,缺乏对这些冰川海底融化的直接测量。
2019年7月,《科学》(Science)期刊发表一篇题为《潮汐冰川下海底融化和地表下几何形状的直接观察》(Direct observations of submarine melt and subsurface geometry at a tidewater glacier)的文章。文章介绍了美国俄勒冈大学、俄勒冈州立大学等机构的研究人员利用2016—2017年在阿拉斯加东南部的LeConte冰川收集的海洋、冰和大气数据,对潮汐冰川的海底融化速率进行了直接观测。观测结果指出现有的冰川融化理论模型大大低估了水下冰川的融化速度,其融化速度可能比模型预测的快100倍。
研究团队首次意识到海洋盐度和冰川形状的重要性,直接测量了吃水线以下潮汐冰川的融化情况。使用重复的多波束声纳探测来对地下潮汐冰川进行成像,并记录与融化和崩解模式相关的随时间变化的三维几何图形,而在此之前,科学家们主要使用水和空气温度以及洋流数据来测量融化速度。研究发现,在调查的两个季节里,整个冰面的海底融化率都很高,并且从春季到夏季还在增加。观测到的冰川融化速度比目前潮汐冰川融化的理论模型预测要高出两个数量级。研究团队表示,此次开展的研究主要集中在一座冰川上,但它可以推广帮助研究人员了解世界各地的冰川。团队首席研究员、俄勒冈大学海洋学家戴维·萨瑟兰说:“我们已经开始纠正这些模型,其他研究人员也可以用我们的方法探索世界各地的其他潮水冰川。”
这项研究也夯实了此前的一些研究,提出需要重新考虑有关冰川水下融化情况的假设,因为这一现象对海平面上升有惊人的影响。萨瑟兰说:“未来的海平面上升主要取决于这些冰盖中储存了多少冰。”