由剑桥大学联合领导的一个由英国和美国研究人员组成的团队,测量了南极洲麦克默多冰架在其表面融化的湖泊被填满和排干时的弯曲程度。此前已经有人假设并通过计算机模型模拟过这种类型的弯曲,但本研究是首次在实地测量该现象。
结果表明,表面融化与南极冰架的削弱之间存在联系,并支持了这样一种观点,即南极半岛近期的冰架破裂可能是由大气变暖产生的大量表面融水引发的。随着气候持续变暖,越来越多的冰架可能会在下个世纪变得容易弯曲、断裂和破损。
“冰架上的表层水早已为人所知,”Ian Willis博士说。“几十年来,每年夏天都可以通过卫星图像看到在许多冰架上形成广泛的表面融水。”
目前还不完全清楚的是,表层水会在多大程度上破坏冰架的稳定,特别是在温暖的夏季会产生更多的融水。如果水在冰架的表面凹陷处积聚形成大型湖泊,则会产生危险。Alison Banwell博士说。“湖泊的填充和排水会导致冰架弯曲,如果应力足够大,裂缝也可能发生。”
“我们已经能够通过融水负荷引起的断裂机制模拟该冰架的快速解体,”Banwell说。“然而问题在于,没有人真正测量过该区域的冰架弯曲和断裂,因此我们无法完全约束模型中的参数。”
研究人员使用直升机、雪地机器和他们自己的两只脚,建立了一系列压力传感器,用于监测湖泊的凹陷中水位的上升和下降,以及用于测量冰架小垂直运动的GPS接收器。
“获取数据需要做很多工作,但它们激发了一个引人入胜的故事。” MacAyeal说。该团队希望他们的工作能够激励其他人在南极洲周围的其他冰架上寻找弯曲和断裂的证据。他们的工作还将有助于开发冰盖比例模型,可用于预测未来冰架的稳定性,并了解冰架大小的控制。
(侯颖琳 编译;於维樱 审校)