研究人員得出了第一個基於物理學的可量化證據,表明南極洲的冰架變薄導致更多的冰從陸地流到海洋。他們的發現發表在《地球物理研究快報》上。
1994年至2017年之間進行的衛星測量發現,南極冰原周圍的浮冰架厚度發生了重大變化。這些冰架支撐著陸地上的冰,就像安全帶一樣將它們固定在適當的位置。儘管有人認為,變薄的冰架是導致冰層從陸地冰原直接流失到海洋的原因,但到目前為止,還沒有確鑿的數據和物理學證據能夠證明這一點。
目前,英國和美國的研究人員首次在全大陸範圍內評估了變薄的冰架對南極洲冰流的影響。他們對觀察有多少冰流過「接地線」特別感興趣。這是陸基冰原與海基冰架交匯的地方。他們使用了英國諾森比亞大學開發的最新冰流模型,並使用了冰架幾何形狀變化的最新可用測量方法來計算地面冰流的變化。
當將模擬結果與過去25年中通過衛星獲得的結果進行比較時,研究人員發現他們所描述的從冰原流向海洋的冰層模式具有「驚人而強大的」相似性。
最大的影響發生在南極洲西部,那裡已經對海平面的變化做出了重大貢獻。最大的變化發生在松島和Thwaites冰川周圍。在派恩島冰川上,可以在接地線上遊近100英裡(150公裡)內陸看到這些變化的證據。
諾森比亞大學冰川與極端環境教授Hilmar Gudmundsson主持了這項研究。他說,在過去的25年中,關於導致陸地冰原變化的原因一直存在一個長期的問題,而浮動冰架變薄被認為是一個原因,,但這個想法以前從未經過考驗。他說:「我發現我們的模型變化與觀察到的質量損失模式吻合得很好。還有其他過程在起作用,但是我們現在可以堅定地指出,觀察到的冰架變化確實會導致著陸冰發生重大變化,從而加快了其流入海洋的速度。」
研究結果的關鍵要素是由於冰架變薄導致冰從冰層流到海洋的速度。
「通常,我們將瞬時響應與延遲瞬態響應區分開。我們的研究表明,冰架變薄會導致對冰流量和持續質量損失的顯著瞬時響應。這意味著我們無法在很長一段時間內免受南極冰蓋對全球海平面的影響。」
他補充說:「這項研究填補了我們理解上的一個重要漏洞。以前由於缺乏數據和建模的局限性,很難量化海洋引起的變化作為持續不斷的質量損失的驅動力的重要性,但是我們現在已經表明冰架的變化確實對上遊流量產生重大影響。」
這項研究由英國紐卡斯爾的諾森比亞大學、美國國家航空航天局噴氣推進實驗室和加州大學聖地牙哥分校斯克裡普斯海洋學研究所領導。
斯克裡普斯海洋研究所教授Helen Amanda Fricker說:「冰架是南極冰蓋系統中最脆弱的部分,我們知道冰架正在縮小,但在這項工作之前我們不知道的是,這對冰架背後的地面冰層有什麼影響。」
加利福尼亞理工學院學者Fernando Paolo說:「令人震驚的是,冰架的變化會對冰原流動產生多麼深遠的影響。因為我們現在知道冰架的縮小直接導致了向海洋的冰流量的增加,所以我們必須繼續監測它們,觀察它們是如何演變的。」
人們認為,由於海洋熱量含量的變化(由於海洋變暖或海洋圍繞冰架周圍和冰架的循環方式的變化),冰架可能會變薄,但是需要進一步的研究來確定具體原因。