挪威科學家最新研究顯示,南極洲冰架下方隱藏的暖海水陷阱正以遠超預期的速度融化大陸冰層,這一發現可能改寫全球海平面上升的預測模型。研究指出,相對溫暖的海水正從冰架底部大幅加速融化過程,使得全球海平面上升速度可能遠快于此前科學界的估算。
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冰架是從冰川延伸入海的巨大浮冰結構,對減緩大量陸地冰流入海洋起到關鍵屏障作用。位于挪威的研究團隊發現,冰架底部長條狀的通道結構會形成暖海水陷阱,顯著增強特定區域的融化強度。一旦這些冰架變薄且穩定性降低,其后方的冰川將更快速地流入海洋,從而大幅加快全球海平面上升進程,超出目前多數預測值。
聯合國政府間氣候變化專門委員會已將不穩定的極地冰架列為主要氣候威脅,但這一過程仍難以完全理解和建模。研究團隊聚焦于東南極洲的芬布利森冰架,深入分析水下融化機制。結果表明,冰架底部的形狀對其下方海水循環具有重要影響,當底部存在通道結構時,水流會形成小型循環系統,使暖水滯留在冰層表面而非流走,這種持續性熱量聚集大幅強化了融化過程。
研究人員發現,這些通道內的融化速率在局部范圍可提高約一個數量級。研究第一作者、來自挪威特羅姆瑟iC3極地研究中心的托雷·哈特曼解釋道:"我們發現冰架底部的形狀不僅僅是被動特征,它能主動將海洋熱量捕獲在融化影響最關鍵的位置。"芬布利森冰架位于東南極洲,這一區域通常被認為比南極大陸其他部分更冷、更不易受影響。
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哈特曼表示:"我們在芬布利森冰架下觀察到,即使少量暖水也能顯著增加通道內的融化。結果是通道可能擴大,最壞情況下會削弱整個冰架的穩定性。"該研究的共同第一作者秦舟補充道:"令人震驚的是,當冰架底部存在通道時,即使溫暖深層水的流入量不大,也能產生巨大影響。這意味著一些科學家通常認為較冷的冰架可能比預期更加脆弱。"
為研究這一現象,研究人員將芬布利森冰架底部的詳細地圖與其下方海洋空腔的高分辨率計算機模型相結合。團隊在較冷和稍暖海洋條件下,對比了使用平滑冰架底面與包含真實通道的模擬版本,這種方法使他們能夠分離出通道如何影響水循環、混合和融化。這項工作還整合了該地區早期的實地觀測數據。研究人員表示,將長期測量與先進建模相結合,對理解南極冰架下隱藏的小尺度特征至關重要。哈特曼本人已在南極冰架上進行了數百天的實地考察工作。
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科學家警告,通道內更強的融化可能引發危險循環。隨著通道加深和拓寬,冰架部分區域可能出現不均勻變薄,削弱冰架整體結構。脆弱的冰架無法有效減緩其后方冰川的流動,可能導致更多陸地冰流入海洋。哈特曼警告說:"當前氣候模型未能捕捉到這一效應。這意味著它們可能低估了東南極海岸線'寒冷'冰架對沿岸海水微小變化或升溫的敏感性。此類變化已被觀測到,且預計未來將加劇。"
這一發現可能對氣候科學和海岸規劃產生重大影響。研究人員表示,冰蓋和氣候模型需要更好地考慮這些小尺度融化過程,以改進未來海平面預測。融水流動的變化還可能影響南極洲周圍的海洋環流和海洋生態系統。該研究論文《通道化地形放大寒冷南極冰架的融化敏感性》已發表于《自然通訊》期刊。研究由iC3極地研究中心的托雷·哈特曼和Akvaplan-niva的秦舟共同領導,兩位科學家均常駐挪威北極之都特羅姆瑟。
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