《南极冰架在融水湖泊的重压下弯曲变形》

  • 来源专题:物理海洋学知识资源中心
  • 编译者: cancan
  • 发布时间:2019-02-25
  • 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)

  • 原文来源:https://www.nature.com/articles/s41467-019-08522-5
相关报告
  • 《融水湖正在加速冰川的流失》

    • 来源专题:物理海洋学知识资源中心
    • 编译者:张灿影
    • 发布时间:2020-10-23
    • 一项新的研究表明,与陆地上的冰川相比,冰川边缘形成的融水湖会使冰川退得更远更快。但这些冰川湖泊的影响在目前的无冰模型中并没有体现出来,因此,未来几十年融水湖对冰川衰退率和冰质量损失的影响可能被低估了。现在许多冰川在融化的山脊后面形成了湖泊,最终形成冰川,它们被称为前冰期湖泊。气候变化导致全球冰川融化加剧,进而导致前冰期湖泊的规模和数量急剧增加。但是,以前关于前冰期湖泊对冰川消融速率和冰川变化的影响还不太清楚。一个国际研究小组首次利用计算机模拟量化了前冰期湖泊对冰川的影响。结果发现,对于相同冰川在同气候条件下,前冰期湖的存在使冰川后退了4倍多,融化速度加速了8倍。模拟结果显示,前冰期湖泊对冰川的影响主要发生在几十年到几百年之间,而不是几千年,这意味着冰川退却的速度比单纯的气候变化要快得多。然而,如果在对冰川的模拟中忽略了与冰接触的湖泊的影响,很可能会错误地得出冰川衰退的时间和速度,尤其是前冰期湖泊形成后时间和速率的变化。因此,要获得全球冰川消融的精确图像,就需要将前冰期湖泊影响纳入所有的模型和模拟中。这项研究对于其他方面的研究也很关键,因为冰消退的时间常常被用来确定全球气候事件。关于海洋环流等现象在冰川消退时对全球气候系统的影响中所起的作用,人们已经做出了重大推断,但仍缺乏实质性的证据。 相关论文链接:https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2020GL088865 (郭亚茹 编译;於维樱 审校)
  • 《南极东部冰盖下面的湖泊比以前认为的要少得多》

    • 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:mall
    • 发布时间:2018-11-08
    • 德国亥姆霍兹极地和海洋研究中心AWI的研究人员最近评估了卫星探测的冰下湖泊,发现了很少的水。但如果是这样的话,南极南极冰盖的巨大冰流源头是什么呢? 通过南极考察,AWI的研究人员最近调查了通过卫星遥感检测到的恢复冰川下方的几个湖泊。专家们发现实体水很少,这是一个令人惊讶的结果:科学界一直认为南极东部冰盖下面流动的湖泊是冰块开始滑动并形成冰流的原因。这项新研究刚刚发表在《地球物理研究》杂志上。 恢复冰川,位于南极洲的科茨地区,一直是一个沉睡的巨人,将冰以每年10到400米的速度从南极东部冰盖高原地区输送到威德尔海。它的流域面积绵延近1000公里,从内陆到菲尔希纳冰架海岸,是德国面积的近三倍。这两方面可以使冰川面临一个潜在的威胁,如气候变化会在未来加速其输送速度。根据预测,如果这一切过去,复苏也可能使东部南极洲失去大部分的冰。全球海平面上升将是直接结果。 然而,对于科学家来说,恢复冰川的冰块运动的原因依然不清晰。研究者曾认为南极东部冰盖下面的融水湖泊是其原因,这种理念是认为这些湖偶尔会溢出堤岸,形成润滑膜,冰在上面可以滑动。这对于那些仅靠重力不足以使冰流得如此快的南极东部冰盖地区来说,尤其适用,其中也包括恢复冰川的起源区。 然而,Humbert和她的同事现在可以反驳这个假设。在2013/14年夏季期间的南极科考过程中,AWI专家用科研飞行器 Polar 6上的雷达来测量恢复冰川,所收集的数据提供了关于冰流下面的地面是湿的还是干的证据。根据Humbert的说法,“在这次科考之前,恢复冰川和下面岩石特征的形成在很大程度上是未知的。 目前他们的数据可以填满南极洲地图上的一些空白点。为了安全起见,他们还利用了卫星数据,并双重检查先前检测到的高程变化,这是一个湖泊泛洪的指标。虽然可以重现之前的结果并理解为什么会在那里找到湖泊,但他们无法确定在特定位置的水的存在。此外,他们的新研究结果表明,泛洪湖泊不是冰流形成的关键机制。 (王琳 编译)