從阿拉斯加到南極洲，數千條冰川流過陸地，匯入海洋。這些潮汐冰川正在迅速退縮和融化，就像地球上的大部分冰一樣，不斷加劇海平面上升。但是迄今為止，由於靠近這些冰凍巨獸的難度和危險性，科學家們一直難以確定冰川末端表面融化最劇烈的位置，以及融化的確切速度。
然而，現在，一個研究團隊已經找到了直接探測這些融化過程的方法，並在阿拉斯加的一條冰川上進行了測試。他們的發現於本週發表在《科學》雜誌上，令人擔憂：冰川的融化速度遠超當前理論的預測。“我們測量的融化速率大約是理論預測的10到100倍，”主要研究作者、俄勒岡大學的海洋學家 David A. Sutherland 說。
不穩定的潮汐冰川，例如該團隊測量的冰川，相對快速地流入海洋，並經常崩解或剝落冰山。儘管這些冰川高聳於海面之上，但大部分融化作用發生在水線以下。冰川表面的融水透過冰縫向下滲流，在冰川下方形成溪流，潤滑冰川在陸地上的流動並溢入海洋。它攪動鹹的、相對溫暖的海水，並將其推到冰川表面，導致冰更快融化，並最終崩解。氣溫升高會加劇表面融化；科學家預計，隨著氣候變暖，更多的融水將向下滲流，加劇這一過程，並最終威脅到世界各地的沿海城市。
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從勒 Conte 冰川上方的山脊拍攝的八小時延時影片顯示，強大的融水羽流從冰川流出，以及冰山在冰川附近的峽灣中崩解和旋轉。 鳴謝：Jason Amundson，阿拉斯加東南大學
獲取冰川融化的準確讀數對於以有意義的精度預測未來海平面上升至關重要。“計算機模擬需要有關冰蓋和海洋如何相互作用的準確資訊，”科羅拉多州博爾德市國家冰雪資料中心的冰川學家 Twila Moon 說。“如果我們基於與我們的觀測不符的理論來預測未來，我們就無法很好地預測未來。”
但是，獲取這些資料需要靠近冰川末端，如果冰山突然崩解並引發巨浪，這可能會變得致命。“這些測量非常困難，因為冰川末端與海洋接觸的地方是一個非常活躍且相當危險的環境，”Moon 說。她曾幫助放置了該團隊的一些儀器，但沒有參與任何資料分析。
Sutherland 和他的團隊在 2016 年 8 月和 2017 年 5 月的兩次野外考察中找到了解決這個問題的方法，考察地點位於阿拉斯加狹長地帶勒 Conte 灣附近的勒 Conte 冰川。他們乘坐小船在佈滿冰山的水域中漂浮了多天，同時固定在船上的儀器收集了冰川末端附近的水溫、鹽度和流量資料。他們的創新之處在於部署了一種多波束聲納儀器——類似於商業漁民用來發現獲獎漁獲的技術——從安全距離反覆繪製冰川表面的地形圖。透過跟蹤冰川形狀隨時間的變化，他們可以觀察到冰川的哪些部分正在融化。當他們將這些資訊與跟蹤冰川運動的 GPS 資料結合起來時，他們可以繪製出融水流量的速率。
2016 年 3 月 31 日至 2016 年 8 月 8 日期間拍攝的延時影片顯示了勒 Conte 冰川的流動（在圖中從右向左）。隨著夏季的推進，即使冰快速流向大海，冰川末端也在向後退縮。鳴謝： Jason Amundson，阿拉斯加東南大學
聲納資料顯示了季節性差異，8 月份的融化率高於 5 月份，融化發生的位置也發生了變化。5 月份，冰川頂部的融化率較高；8 月份，水線以下深處的底部融化率較高。隨著夏日陽光的照射，更多的融水流到冰川下方並流入海洋，將相對溫暖的海水推向冰川的水下表面並使其融化。這個過程導致冰川變得頭重腳輕，因此更容易崩解。這是一個惡性迴圈：隨著更多的冰崩解入海，阻止冰川進一步滑入水中的摩擦力減小——因此冰川融化得更快。“冰川開始加速，因為它就像移除了冰川前方的塞子，”加州大學歐文分校和 NASA 噴氣推進實驗室的冰川學家 Eric Rignot 說。
Sutherland 和他的同事還注意到冰川表面存在差異，這表明除了融水流入海洋的地方外，其他地方的融化率也高於他們的預期。這一發現意味著，融水排放以外的因素也會影響冰川融化的方式和地點。Sutherland 說，下一步是確定這些機制。
他懷疑融化率實際上可能比他的團隊報告的還要高，因為頻繁的崩解使得冰川表面變化太快，以至於聲納在研究的某些部分無法獲得準確的讀數。
Rignot 沒有參與這項新研究，但他並不完全相信研究發現的如此高的融化率。他之前所做的以高解析度模擬冰川表面前海洋狀況的工作得出的融化率要低得多。他說，他希望看到更詳細地比較這些最新資料和以前模型的資料，以理清差異。
Rignot 確實認為這項研究中使用的方法可能非常有助於更好地掌握冰川融化的速度。“這個方法論非常棒。結果非常棒，”他說。“這是我們在理解海洋和冰在崩解冰川表面相互作用方面取得進展所需的資料集。”