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  • 如南极20%的冰融化,全球海平面将上升11.58米!

    如南极20%的冰融化,全球海平面将上升11.58米!

    新研究揭示了南极洲罗斯冰架下的融化模式,“罗塞特-冰计划”(ROSETTA-Ice project)是一项为期三年、多机构数据收集调查南极冰的项目,它对罗斯冰架(Ross ice Shelf)、冰架结构以及冰架随时间变化情况进行了前所未有的观察。在2019年5月27日发表在《自然地球科学》上的一项研究中,研究小组详细描述了他们如何发现了一个限制海水流向的古代地质结构。这一发现表明,局部洋流可能在未来冰架的退缩中扮演重要角色。

    如南极20%的冰融化,全球海平面将上升11.58米!

    冰架是大面积的浮冰,减缓了南极冰流入海洋的速度。罗塞特-Ice公司从巨大的罗斯冰架上收集数据,采取措施,未来这有助于减缓南极洲20%的地面冰流入海洋——相当于全球海平面上升38英尺(约11.58米)。

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    南极洲的冰已经在加速融化,预测冰架将如何随着地球持续变暖而变化,需要了解冰、海洋、大气和地质相互作用的复杂方式。为了更好地了解这些过程,多学科的罗塞特-冰研究小组走近了罗斯冰架。就像探险家第一次造访一颗新行星一样。该团队面临的关键挑战是,如何从一个西班牙大小的地区收集数据。

    如南极20%的冰融化,全球海平面将上升11.58米!

    而那里的冰层往往超过1000英尺厚,阻碍了更传统基于船只的海底研究。解决方案是IcePod,这是第一个设计用来收集极地地区高分辨率数据的系统。IcePod是哥伦比亚大学拉蒙特-多尔蒂地球观测站开发,安装在一架货机上。其仪器测量冰架的高度、厚度和内部结构,以及下垫岩石的磁性和重力信号。每次研究小组飞越冰架时,冰荚上的磁力仪(测量地球磁场)都会显示出一个几乎不变的平坦信号。也就是说,直到冰架的一半,仪器才开始工作,显示出很大的变化,很像心电图上的心跳。

    如南极20%的冰融化,全球海平面将上升11.58米!

    • (博科园-图示)飞越横贯南极山脉,横贯罗斯冰架东侧进行探测。图片:Susan Howard

    当研究小组绘制结果时,很明显,这种“心跳”总是出现在冰架的中央,从而确定了南极洲东部和西部之间一个以前没有绘制地图的地质边界。研究小组随后利用IcePod对地球重力场的测量来模拟冰架下海床的形状。拉蒙特研究科学家斯蒂(rio Tinto)说:我们可以看到,地质边界使得南极东部的海床比西部深得多,这影响了冰架下海水循环的方式。利用新绘制的冰架下海床图,研究小组建立了一个海洋环流及其对冰架融化影响的模型。

    如南极20%的冰融化,全球海平面将上升11.58米!

    与东部的阿蒙森海相比,温暖的海水穿过大陆架导致冰架迅速融化,很少有温暖的海水到达罗斯冰架。在罗斯海,来自深海的热量被寒冷的冬季空气带走,在冰架下流动之前,这片水域被称为罗斯陆架波利尼亚。该模型表明,南极东部冰川较深的部分融化,但受古构造边界深度变化的影响,使其远离南极西部。然而,令人惊讶的是,研究小组发现,波利尼亚冰架也导致了夏季沿冰架前缘的剧烈融化。

    如南极20%的冰融化,全球海平面将上升11.58米!

    这种融化在冰架内部结构的雷达图像中得到了证实。地球与空间研究的合著者、高级科学家劳里·帕德曼(Laurie Padman)说:我们发现,罗斯冰架上冰的损失和附近地面冰的流动对冰锋过程变化很敏感,比如,如果海冰或云层减少,夏季变暖就会加剧。总的来说,研究结果表明,用于预测南极冰在未来气候中损失的模型必须考虑冰锋附近的局部条件变化,而不仅仅是温暖深水环流的大规模变化,需要了解这些本地流程,才能做出合理的预测。

    如南极20%的冰融化,全球海平面将上升11.58米!

    博科园|研究/来自:哥伦比亚大学

    参考期刊《自然地球科学》

    DOI:10.1038/s41561-019-0370-2

    博科园|科学、科技、科研、科普

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