南極冰架底部發(fā)現(xiàn)暖水通道：海平面上升或被低估

科學(xué)家最新研究發(fā)現(xiàn)，南極洲冰架下方正涌動(dòng)著相對溫暖的海水，這些海水形成的通道正在以超出預(yù)期的速度侵蝕冰架底部。這一發(fā)現(xiàn)意味著，全球海平面上升的預(yù)測模型可能需要重新校準(zhǔn)。

冰架是冰川延伸入海的浮動(dòng)冰體，對阻擋內(nèi)陸冰層滑入海洋起著關(guān)鍵作用。傳統(tǒng)認(rèn)知中，冰架底部的凹陷地形會(huì)形成海水通道，增強(qiáng)特定區(qū)域的融化強(qiáng)度。一旦冰架失去穩(wěn)定性，其后方的冰川將更快流入海洋，大幅加速全球海平面上升進(jìn)程，超出多數(shù)預(yù)測范圍。

英國環(huán)境研究委員會(huì)與挪威研究理事會(huì)已將不穩(wěn)定冰架列為主要研究對象，但這一過程難以完全觀測和建模。研究團(tuán)隊(duì)選擇南極洲的菲爾希納冰架，深入探索其水下機(jī)制。結(jié)果表明，冰架底部的形狀對其下方海水循環(huán)具有重要影響——當(dāng)?shù)撞看嬖诎枷萁Y(jié)構(gòu)時(shí)，水流會(huì)形成閉合循環(huán)系統(tǒng)，使暖水持續(xù)在冰架表面附近流動(dòng)，這種結(jié)構(gòu)性通道大幅強(qiáng)化了融化過程。

研究人員發(fā)現(xiàn)，這些通道導(dǎo)致的融化深度在局部區(qū)域可達(dá)數(shù)十米量級(jí)。研究第一作者、來自挪威iC3極地研究中心的奧勒·安德烈·克里斯滕森解釋道："我們發(fā)現(xiàn)冰架底部的形狀不僅被動(dòng)響應(yīng)，它實(shí)際上主動(dòng)決定了海洋熱量如何被輸送到關(guān)鍵位置。"菲爾希納冰架位于南極洲，這一區(qū)域通常被認(rèn)為比其他部分更穩(wěn)定、受變暖影響更小。

克里斯滕森表示："我們在菲爾希納冰架下觀察到，即使冰層較厚也能顯著增強(qiáng)通道的融化。結(jié)果是通道可能擴(kuò)大，在某些情況下會(huì)削弱整個(gè)冰架的穩(wěn)定性。"該研究的共同作者秦雨補(bǔ)充道："令人驚訝的是，當(dāng)冰架底部存在凹陷時(shí)，即使溫暖深層水的流入量不大，也能產(chǎn)生巨大影響。這意味著一些科學(xué)家通常認(rèn)為較厚的冰架可能實(shí)際更為脆弱。"

為研究這一現(xiàn)象，研究人員將菲爾希納冰架底部的詳細(xì)地形與其中央海洋空腔的高分辨率計(jì)算機(jī)模型相結(jié)合。模型在接近真實(shí)海洋條件下運(yùn)行，對比使用平均冰架底面不含實(shí)際凹陷的模擬版本，這種方法使他們能夠分離出凹陷如何影響水循環(huán)、混合和融化。這項(xiàng)工作還整合了該地區(qū)的實(shí)地觀測數(shù)據(jù)。研究人員表示，將觀測數(shù)據(jù)與建模相結(jié)合，對理解冰架中通道的小尺度特征至關(guān)重要。克里斯滕森本人已在南極冰架上進(jìn)行了數(shù)十天的實(shí)地觀測工作。

科學(xué)家警告，更強(qiáng)的融化可能引發(fā)反饋循環(huán)：隨著通道加深變寬，冰架內(nèi)部應(yīng)力可能出現(xiàn)不均勻分布，削弱冰架整體結(jié)構(gòu)。變?nèi)醯谋軣o法支撐其后方冰川的流動(dòng)，可能導(dǎo)致更多陸地冰流入海洋。克里斯滕森警告說："當(dāng)前氣候模型未能捕捉這一效應(yīng)。這意味著我們可能低估了東南極海岸線'可及'冰架對沿海水域微小變化的敏感性。此類反饋已被觀測到，預(yù)計(jì)未來將會(huì)加劇。"

這一現(xiàn)象可能對氣候科學(xué)和海岸規(guī)劃產(chǎn)生重大影響。研究人員表示，改進(jìn)氣候模型需要更好地納入這些小尺度融化過程，以改善未來海平面預(yù)測。而水流動(dòng)力學(xué)的變化還可能影響南極洲周圍海洋環(huán)流和海洋生態(tài)系統(tǒng)。該研究論文《通道地形放大冰架底部融化》已發(fā)表于《自然·通訊》雜志，研究由iC3極地研究中心的克里斯滕森與Akvaplan-niva公司的秦雨共同領(lǐng)導(dǎo)，兩位科學(xué)家均常駐挪威特羅姆瑟。