遠古河床揭示冰川消融的線索

曾經覆蓋加拿大的冰蓋融水留下了線索,可以幫助科學家預測格陵蘭冰川消融的未來

一項新的研究表明,融化的冰蓋留下了一個令人驚歎的地貌,為格陵蘭島不斷縮小的冰川的未來提供了線索。

這個令人難以置信的地形位於加拿大北部,那裡佈滿了數千個蛇形丘,這些蛇形丘是冰下流動的溪流和河流的蜿蜒的礫石遺蹟。加拿大曾經被數英里的冰層覆蓋,類似於今天的格陵蘭島。被稱為勞倫泰德冰蓋,這個巨大的冰蓋在15,000年前覆蓋了整個加拿大和美國北部的一部分。當勞倫泰德冰蓋開始融化時,退縮的冰層留下了它消亡的記錄,例如仍然在北極凍原上可見的蛇形丘。科學家認為,破譯這個記錄可以更好地預測格陵蘭島不斷變化的冰蓋的未來。

“目前關於格陵蘭島正在發生的事情存在一些爭議,”主要研究作者、英國杜倫大學的地貌學家羅伯特·斯托拉說。爭論的焦點在於每年夏天出現在格陵蘭冰面上的寶石藍融水會發生什麼。在水找到到達冰蓋底部的方式之後,水如何在冰下流動——像河流和小溪一樣的通道,還是以不同的方式,也許像一層薄薄的薄片,潤滑著冰?更重要的是,隨著地球氣候變暖,更多的融水會加速格陵蘭冰川的融化,最終導致海平面上升嗎? [圖集:格陵蘭島融化的冰川]


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“目前,政府間氣候變化專門委員會(IPCC)的模型根本沒有考慮到水的樣子,”斯托拉說。

少數研究直接透過鑽穿格陵蘭冰蓋或對其底部進行成像來探測這個問題。但斯托拉決定研究加拿大的蛇形丘揭示的勞倫泰德冰蓋的底部資訊。

“我們的想法是重建冰川消融過程,”斯托拉說。

一年的蛇形丘

斯托拉說,蛇形丘本質上是充滿沙子、礫石和岩石的化石河流或河床。冰川下流動的水向上融化到冰層中,因此隨著時間的推移,沉積物堆積成山脊。(冰牆提供支撐。)當冰融化時,它會留下一個蛇形丘,在整個景觀中追蹤出一條倒置的路線。

加拿大,斯托拉測量了長達470英里(760公里),高100至165英尺(30至50米)的蛇形丘。他統計了在基瓦廷(哈德遜灣以西)和拉布拉多(哈德遜灣以東)的20,186個蛇形丘,那裡是勞倫泰德冰蓋的兩個部分在大約13,000年前開始縮小的區域。一個冰分水嶺——兩個反向流動的冰蓋之間的邊界——分隔了這兩個部分。

斯托拉說,隨著北半球氣候變暖和冰蓋退縮,基瓦廷的蛇形丘數量急劇增加。(北半球氣候大約在12,500年前開始變暖,冰蓋在大約7,000年前消失。)拉布拉多部分顯示出類似的模式,滯後了幾千年。當拉布拉多部分從漂浮在聖勞倫斯灣轉變為擱置在陸地上時,它的退縮停頓了。

過去預測未來

透過將蛇形丘的模式與冰蓋退縮的時間相匹配,斯托拉和他的同事認為他們已經找到了證據,表明當冰蓋因氣候變暖而收縮時,冰蓋下的融水會組織成通道。這項研究結果於1月10日發表在《地質學》雜誌上。

“隨著氣候變暖,這推動了冰蓋的表面融化,融水進入了更多冰下的排水通道,”斯托拉說。“這種排水系統的演變表明,融水組織成排水通道;它不會加速流動,”斯托拉告訴生命科學的“我們驚人的星球”。

融水河流從格陵蘭冰蓋邊緣下的冰川下奔湧而出,新的研究表明,河流和小溪也可能在巨大冰蓋神秘的中間部分流動,無論是現在還是將來。

“就[格陵蘭]冰蓋的未來而言,我們的研究結果表明,如果融水沒有潤滑它,冰川的加速可能不會像它可能的那樣劇烈,”斯托拉說。

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