《大气变暖加剧了格陵兰岛冰川的海底融化》

  • 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:2022-11-09
  • 自1992年,格陵兰冰盖冰层在受地表融化增加和冰川流动加速的影响下迅速流失,而冰川流动加速往往由气温变暖导致,逐年升高的气温加剧了格陵兰海岸冰川前沿的海底融化。目前,科学家认为冰盖表面融水注入海洋时,会激发冰川附近的海洋环流,将热量从海洋转移到冰盖加速冰川融化,同时,在不发生海洋温度升高时,气温变暖也会增加海底冰层的融化。然而,科学家并未量化大气和海洋变暖在推动海底冰层融化增加方面的相对重要性。
    近日,一篇发表在《自然地球科学》(Nature Geoscience)的论文认为,全面了解海底冰层融化及其影响需要仔细考虑大气和海洋的变化,特别是大规模环流使得这些变化可能无法在空间或时间上耦合。海平面的影响显然与潮汐冰川在海洋冰盖区的暴露最为相关,例如格陵兰岛东南部和西北部。研究人员重建了1979年至2018年格陵兰海岸冰川的海底融化速率,并估计了由此产生的动态质量损失。研究表明,在格陵兰岛南部,海底冰层融化的变化确实受海洋控制,但相比之下,大气在西北部占主导地位。在冰盖尺度上,大气在控制海底冰川融化和随后的动态质量损失方面起着主要作用。该研究结果挑战了先前做出的动态质量损失仅归因于海洋变暖的解释,并表明变暖的大气加剧了了海洋对格陵兰冰盖的影响。(王琳 编译)

  • 原文来源:https://www.research.ed.ac.uk/en/publications/submarine-melting-of-glaciers-in-greenland-amplified-by-atmospher
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    • 编译者:yuwy
    • 发布时间:2019-01-18
    • 文章标题:Greenland melt drives continuous export of methane from the ice-sheet bed 文章作者:Guillaume Lamarche-Gagnon, Jemma L. Wadham, Barbara Sherwood Lollar, Sandra Arndt, Peer Fietzek, Alexander D. Beaton, Andrew J. Tedstone, Jon Telling, Elizabeth A. Bagshaw, Jon R. Hawkings, Tyler J. Kohler, Jakub D. Zarsky, Matthew C. Mowlem, Alexandre M. Anesio & Marek Stibal DOI:https://doi.org/10.1038/s41586-018-0800-0 原文链接:https://www.nature.com/articles/s41586-018-0800-0 内容提要:在全球甲烷预算中,冰盖目前被忽略了。尽管有人提出,冰盖中蕴藏着大量甲烷,如果这些气体在冰层快速消退期间释放,可能会导致大气甲烷浓度上升,但目前还没有关于冰盖甲烷足迹的数据。本研究发现格陵兰冰盖冰川下集水区的有效排水系统迅速地将冰川下产生的甲烷驱动到冰川边缘。他们报告了在融化季节,甲烷—过饱和水(CH4(aq))持续从冰盖中的连续输出。高CH4(aq)浓度的脉冲与冰上强迫的冰下冲刷事件相吻合,证实了冰下来源并突出了融化对甲烷输出的影响。研究估计了冰下甲烷储量,从冰盖床横向运输CH4(aq)大约有6.3吨(排放加权平均值;范围从2.4~11吨)。稳定同位素分析揭示了甲烷的微生物来源可能是埋在冰下的无机和古代有机碳的混合物。研究指出,冰盖覆盖着广泛的、生物活性强的产甲烷湿地,冰川下水文学对于控制来自冰盖的甲烷通量至关重要,此类环境因素以前被低估了,应该在地球的甲烷预算中加以考虑。 论文摘要:Ice sheets are currently ignored in global methane budgets1,2. Although ice sheets have been proposed to contain large reserves of methane that may contribute to a rise in atmospheric methane concentration if released during periods of rapid ice retreat3,4, no data exist on the current methane footprint of ice sheets. Here we find that subglacially produced methane is rapidly driven to the ice margin by the efficient drainage system of a subglacial catchment of the Greenland ice sheet. We report the continuous export of methane-supersaturated waters (CH4(aq)) from the ice-sheet bed during the melt season. Pulses of high CH4(aq) concentration coincide with supraglacially forced subglacial flushing events, confirming a subglacial source and highlighting the influence of melt on methane export. Sustained methane fluxes over the melt season are indicative of subglacial methane reserves that exceed methane export, with an estimated 6.3 tonnes (discharge-weighted mean; range from 2.4 to 11 tonnes) of CH4(aq) transported laterally from the ice-sheet bed. Stable-isotope analyses reveal a microbial origin for methane, probably from a mixture of inorganic and ancient organic carbon buried beneath the ice. We show that subglacial hydrology is crucial for controlling methane fluxes from the ice sheet, with efficient drainage limiting the extent of methane oxidation5 to about 17 per cent of methane exported. Atmospheric evasion is the main methane sink once runoff reaches the ice margin, with estimated diffusive fluxes (4.4 to 28 millimoles of CH4 per square metre per day) rivalling that of major world rivers6. Overall, our results indicate that ice sheets overlie extensive, biologically active methanogenic wetlands and that high rates of methane export to the atmosphere can occur via efficient subglacial drainage pathways. Our findings suggest that such environments have been previously underappreciated and should be considered in Earth’s methane budget. (文献信息中心 於维樱)
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    • 格陵兰岛冰床内部厚厚的、无法穿透的冰盖正在迅速扩张,那里的冰通常是多孔的,能够重新吸收融水,新的发现显示这些冰盖也会导致融水流入海洋。虽然到目前为止来自冰盖的径流使全球海平面增加不到1mm,但在气候变暖背景下,冰盖不断扩大,这种贡献会大幅度增加。 2000年,格陵兰岛的径流区,即径流使海平面上升的冰床的区域,大致相当于新墨西哥州的面积。2001~2013年间,冰盖径流的面积扩大到约6.5万平方公里,其增长速度大约为平均每分钟两个美式足球场的面积。随着全球温度继续攀升,冰盖继续增长,在适度排放的情况下,预计到2100年径流面积可能会扩大到科罗拉多州的大小。这将使海平面上升四分之一英寸,达到一英寸多一点。在更高的排放,以及温室气体排放量增加的情况下,径流的面积可能会增加到德克萨斯州的大小,使海平面上升半英寸。 格陵兰岛的冰床是一个复杂的冰冻结构:融化的湖泊点缀着地表,每年冬天都会下雪,之前压实的雪慢慢地压缩成冰川。每年夏天,格陵兰岛大部分地区的只有一部分的雪会融化,之后又重新冻结成薄薄的冰盘或“透镜体”,厚度只有一两英寸,镶嵌在压实的雪中。通常情况下,融水会向下渗透并分布在冰透镜的周围,在不向外流的情况下重新冻结成冰。但随着北极极端融化事件变得越来越频繁,这些脆弱的冰层会膨胀并凝固成1-16m厚的巨大“冰盖”,在地表下形成一个不可渗透的外壳。融水不再渗入冰盖,而是沿着冰盖向下流动,最终流入海洋。 这种融化事件在格陵兰越来越普遍:数据显示,2012年7月,格陵兰97%的冰盖表面冰雪融化,这是33年来卫星记录中没有的事件。今年春天,格陵兰岛特别温暖和阳光充足,创下了800亿吨格陵兰冰融化的纪录。随着气候持续变暖,这些冰盖将继续生长,并导致其他融水反馈增加。这是一个雪球效应:更多的融化会产生更多的冰盖,这会导致更多的融化,从而又会产生更多的冰盖,这个过程从根本上改变了冰盖现在和未来的水文状况。对这样的北极反馈的理解是至关重要的,因为它们显示了变暖的气候能在多大程度上、多快程度上改变地球上最脆弱的地区。 (郭亚茹 编译,於维樱 审校)