科学团队发现对南极洲浮冰架的额外威胁

加利福尼亚大学欧文分校和宇航局喷气推进实验室的冰川学家研究了 2017 年 7 月南极洲拉森 C 冰架上特拉华州大小的冰山 A68 崩解背后的动力学，发现可能的原因是冰混杂物变薄，由风吹雪、冰山碎片和冰冻海水混合而成的泥泞混合物，通常可以修复裂缝。

在今天发表在《国家科学院院刊》上的一篇论文中，研究人员报告说，他们的建模研究表明，混杂物变薄是冰架坍塌的主要驱动因素。他们说，冰架下方的海水循环和来自上方的辐射变暖，在几十年的过程中逐渐恶化了冰的混合物。

由于冰架被认为可以支撑和阻止陆上冰川更快地流入海洋，这一关于裂谷动力学的新知识阐明了以前被低估的气候变化与冰架稳定性之间的联系。

“将大片漂浮冰架粘合在一起的冰混合物变薄是气候变化导致南极洲冰架快速退缩的另一种方式，”共同作者、UCI 地球系统科学教授埃里克·里格诺特说。“考虑到这一点，我们可能需要重新考虑我们对极地冰层消失导致海平面上升的时间和程度的估计——也就是说，它可能会比预期的来得更早，爆发力更大。”

研究人员利用宇航局的冰盖和海平面系统模型、该机构冰桥行动任务的观察结果以及来自宇航局和欧洲卫星的数据，评估了拉森 C 冰架中的数百个裂缝，以确定哪些最容易破裂。他们选择了 11 个自上而下的裂缝进行深入研究，建模以查看三种情况中的哪一种最有可能使它们破裂：冰架是否因融化而变薄，冰混合物是否变薄，或者冰架子和混合物变薄了。

“很多人直觉地认为，‘如果你把冰架减薄，你就会让它变得更加脆弱，它就会破裂，’”主要作者、宇航局喷气推进实验室研究科学家兼小组主管埃里克·拉鲁尔说。

相反，该模型表明，在没有任何变化的混杂物变化的情况下，变薄的冰架有助于愈合裂缝，年平均加宽率从 79 米降至 22 米(259 米至 72 英尺)。使冰架和混杂岩变薄也减缓了裂谷的扩大，但程度较轻。但是，当仅对混杂岩变薄进行建模时，科学家们发现裂缝从年均 76 米到 112 米(249 到 367 英尺)的速度扩大。

Larour 解释说，这种差异反映了物质的不同性质。

“一开始，这种混合物比冰还薄，”他说。“当混合物只有 10 或 15 米厚时，它类似于水，冰架裂缝被释放并开始破裂。”

即使在冬天，温暖的海水也可以从下面到达混杂物，因为裂缝延伸到冰架的整个深度。

“南极半岛大型冰山崩解事件增加背后的普遍理论是水力压裂，其中表面的熔池让水从冰架的裂缝中渗出，当水再次结冰时，裂缝会扩大，”里格诺特说，他也是宇航局喷气推进实验室的高级研究科学家。“但该理论未能解释冰山 A68 如何在没有熔池的南极冬季死亡时从拉森 C 冰架上断裂。”

他说，他和冰冻圈研究界的其他人目睹了南极半岛冰架坍塌，这源于几十年前开始的退缩。

“我们终于开始寻求解释为什么这些冰架开始后退并进入这些在水力压裂作用于它们之前几十年变得不稳定的配置，”Rignot 说。“虽然变薄的冰混合并不是唯一可以解释它的过程，但足以解释我们观察到的恶化。”

在这个由 NASA 资助的项目中，加入 Rignot 和 Larour 的是 UCI 地球系统科学副项目科学家 Bernd Scheuchl 和博士马蒂亚 Poinelli。荷兰代尔夫特理工大学地球科学和遥感专业的候选人。

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