南極洲的松島冰川擁有一個令人擔憂的“榮譽”——由於近幾十年冰川流失量巨大,它目前是南極洲對全球海平面上升的最大貢獻者。現在,科學家們已經確定了該冰川一些最壯觀的冰崩事件的可能原因,這些事件誕生了體積是曼哈頓數倍的冰山。
罪魁禍首是:水下巖脊,它們向上突出足夠高,偶爾會撞擊冰川底部。這種活動會產生小裂縫,這些裂縫會擴大,最終導致大塊冰塊脫落。但海底岩石並非全是壞訊息——它們還可以透過摩擦冰川底部來幫助穩定冰川,支撐冰川,防止其更快地流入大海。
德國阿爾弗雷德·韋格納研究所亥姆霍茲極地和海洋研究中心的地球物理學家揚·埃裡克·阿恩特和他的同事於 2017 年 2 月乘坐破冰船極星號從智利蓬塔阿雷納斯出發。大約一週後,他們抵達松島灣,這是一個佈滿冰山的海灣,以冰川 40 米高的冰壁為主。他們的目的是弄清楚是什麼控制著這片冰原的穩定性。
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阿恩特和他的同事從極星號的船體向接近冰點的水中發射聲波。透過測量聲波從海底反射回船上的時間,該團隊繪製了海灣數百平方公里的水下地形圖。研究人員專注於冰川最近冰崩暴露出的區域——一塊曾經位於約 400 米冰層之下的海底區域。“這是一個很好的機會,可以進入並繪製之前無法進入的區域,”阿恩特說。
他和他的團隊發現了一個複雜的海底景觀。一個特徵非常突出——一個岩石露頭,其最高點達到了水面以下 375 米。“我們很驚訝地看到了這個巨大的山脊,”阿恩特說。研究小組意識到,這塊岩石很可能在過去撞擊過鬆島冰川的底部。證據是冰川表面上的一個隆起——冰川學家稱之為“皺褶”——正好位於檔案衛星影像中山脊的位置上方。“我們在冰架上看到了下方地形的表面印記,”阿恩特解釋說。研究人員推測,當冰層壓在山脊上時,它也可能起到了剎車的作用,阻止冰川不受阻礙地流入海洋。他們懷疑自 20 世紀 40 年代以來,它一直有效地被固定在那裡。
但剎車最終失靈;松島冰川可能在 2006 年與山脊失去了接觸,此前一股較暖的水流侵蝕了冰川的底部。研究小組在 6 月份的冰凍圈雜誌上報告說,那時衛星影像中的皺褶消失了。(科學家說,今年早些時候發現的冰川下的火山很可能也導致了冰川變薄。)研究人員說,隨著松島冰川再次向大海滑動,它可能撞擊了極星號測繪確定的其他水下岩石構造。這些碰撞使冰層受到壓力,在 2007 年和 2011 年拍攝的影像中發現了長達數公里的裂縫。這些裂縫隨後擴大,最終產生了巨大的冰山。
賓夕法尼亞州立大學的地球科學家理查德·艾利說,海底特徵對冰架的穩定性“非常重要”,他沒有參與這項研究。艾利說,這項研究“在一個引人入勝的地方解決了一個有趣的問題”。密歇根大學的冰川學家傑里米·巴斯補充說:“冰下海洋底部的凹槽和凸起在調節冰何時破裂方面發揮著巨大作用。”
隨著冰川流入大海並融化,海平面上升。這對世界上很大一部分人口來說是壞訊息;大約 40% 的人居住在離海岸線 100 公里以內的地方。美國的一些城市,如新奧爾良,已經低於海平面。包括邁阿密在內的其他城市目前正經歷 регулярное 洪水。
目前,松島冰川是穩定的——它的北部被陸地上的一座小山丘固定,它的南部前沿被一條厚厚的冰流束縛。但阿恩特和他的同事預測,變化即將來臨。去年年底,他們發現冰川中出現了一條 30 公里長的裂縫——這很可能是其下一次冰崩事件的發生地。
