南极融水池对冰架和海平面的危害

南极古代冰层的危险预示着未来海平面将迅速上升,但是或许可以缓解一个令人担忧的问题:融化的池塘会使下面的冰破裂,这可能会导致长期的连锁反应,意外地使浮冰架坍塌。虽然汇集的融水确实会使冰破裂,但随后的连锁反应似乎是短程的

尽管如此,由于异常温暖的天气,地表融化的大量增加可能会引发像现在,由乔治亚理工学院的一名研究人员领导的一项研究已经模拟了断裂连锁反应,以及要多少水才能重现那罕见的史诗般的崩塌。

拉森B解体之前,一股不典型的热浪使它布满融水池,使研究人员的注意力集中在池塘破裂上,也被称为水力压裂。他们发现,一个融化的水塘对冰架造成水力破坏,可以促使邻近的水塘也这样做。人们越来越担心可能发生广泛的连锁反应,而这项新的研究也提到了这一点。

融水太多

“连锁反应不会在冰架上扩散那么远,”亚历克斯·罗贝尔说“正常情况下,连锁反应会对冰架的完整性产生影响,这需要很多年的时间。但是有一个警告,那些靠得很近并且生长得很深的池塘可能会破坏冰的完整性。”

“这项研究中有一个速度限制,表明冰架不会以惊人的速度崩塌,”合著者、一位名叫艾莉森·班威尔的科学家说“然而,如果它像拉森B号那样迅速地被融水池覆盖,它也会以类似的方式崩塌。”她补充道,“起源于冰架不同区域的多重水力破裂链也可能导致更大规模的冰架破裂。”

研究人员2019年10月24日,该研究由国家科学基金会和加州大学博尔德分校环境科学合作研究所资助。一个无关的南极洲的融水池达到了创纪录的数量。

“目前任何冰架上都没有足够的水塘来重复拉森B,但大量的融水正压在冰架上,并对冰架造成损害,”班威尔说,他是冰架水压致裂研究的先驱。

问答

破碎的冰架本身并不会增加海平面。那么,为什么要在意呢?

冰架漂浮在海洋中,它们已经对海平面产生了影响,所以当它们破裂或融化时,它们不会增加太多。但许多冰架对陆地上的冰川产生了反作用力,当冰川进入海洋时,这些冰川确实会推高海平面。

随着大陆架的消失,冰川流的速度可以跳四到十倍。冰川学家们直到拉森B才意识到这一点,它厚1公里(0.62英里),表面面积3250平方公里(1250平方英里),在数周内分裂,后面的冰川流激增。

“我们的研究领域认为冰架并不太重要,但拉森B向我们证明了这一点是不正确的。由冰架支撑确实是稳定冰川的关键。没有什么问题比这项研究所解决的问题更重要了,”布伦特·明彻夫说.

明丘没有参与这项研究,但最近联合发表了另一项与此相关的研究。麻省理工学院的研究排除了一个绝对噩梦般的场景:由于冰架的消失,冰川迅速破裂。但他和其他研究人员重申,尽管如此,当冰架消失时,冰川流仍会显著加快。

而且,大多数南极冰架可能形成于上一个冰期,可能需要另一个冰期来取代它们。

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水压致裂是如何工作的,研究如何模拟其效果?

当冰裂缝顶部的融水池变得很重时,它们可以使冰发生水力破裂。

罗贝尔说:“水压集中到一个叫做裂缝尖端的点,它试图把裂缝推开,使其更深,冰就会推回。当水足够深时,它可以获胜并将裂缝扩展到冰架的底部。”。

水顺着裂缝流入海洋,然后冰层又跳了起来,形成新的裂缝,可能会引发邻近池塘的水压裂缝。研究表明,这只包括少量的池塘。

罗伯用数学、物理和计算机科学来探索冰的动力学,当冰架形成时,表面凹痕的有序矩阵出现在上面,这就是池塘的聚集地。

罗伯可以应用计算机科学建模–从像素化矩阵–模拟水力压裂链式反应。该模型甚至输出了研究人员以.

这项研究是否意味着冰川流加速的危险比以前减少了?

不,这项研究只是增加了科学知识,事实上,南极洲一些冰川的流速已经加快了很多。

Minchew说:“也许我们不必担心这种机制,但我们不应该松一口气,因为有很多其他方法可以迅速将大量冰从南极洲西部带出。”。

也许冰川流失的最大潜力是不稳定,因为冰川就坐落在靠近海水的地面上。A预计不稳定极有可能加速海平面上升。

这项研究如何帮助推进冰川研究?

这使得寻找冰架损坏的先兆变得更加容易。

班威尔将于11月访问南极洲,研究乔治四世冰架上的融池,他说:“观察冰表面的水量比寻找冰内的应力破坏要容易得多。”。

这项研究由美国国家科学基金会(NSF PLR-1735715和NSF PLR-1841607)和加州大学博尔德分校环境科学合作研究所资助。任何发现、结论或建议都是作者的,不一定是资助机构的。

作家和媒体代表:本·布鲁姆菲尔德(404-272-2780)

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