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南極洲的思韋茨冰川因其一旦崩塌可能淹沒全球海岸線的潛力而得名“末日冰川”。由於冰川不斷流失冰,它已經造成了約佔年度海平面上升4%,並且有一種理論認為,該冰川可能很快開始像多米諾骨牌一樣崩塌入海。
但這種快速崩塌真的像擔心的那樣可能發生嗎?一項關於思韋茨冰川對所謂的海洋冰崖不穩定性的易感性的新研究帶來了一些希望。但是研究結果並不意味著思韋茨是穩定的。
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領導這項研究的極地科學家Mathieu Morlighem解釋了研究結果。
為什麼思韋茨冰川如此重要?
思韋茨冰川排洩了南極洲冰蓋的巨大區域 – 約 74,000 平方英里(192,000 平方公里),比佛羅里達州還大。如果一片雪花落入該排水系統內,它最終將成為思韋茨附近海洋中冰山的一部分。
我們現在在思韋茨冰川看到的是一場慢動作災難。
思韋茨冰川下方的基岩位於海平面以下,並向內陸向下傾斜,因此冰川向冰蓋內部越來越深。一旦冰川開始流失的冰量多於從新降雪中獲得的冰量並開始後退,由於這種坡度,就很難減緩其後退速度。而且隨著氣候變暖,思韋茨已經以加速的速度後退。
思韋茨冰川蘊藏的冰量足以使全球海平面上升超過 2 英尺(0.65 米)。一旦思韋茨開始變得不穩定,它也會 destabilize neighboring glaciers。因此,思韋茨發生的事情會影響整個西南極冰蓋,進而影響全球各地海岸線的海平面上升。
什麼是海洋冰崖不穩定性?
海洋冰崖不穩定性是科學家在過去十年中提出的一個相對較新的概念。
南極洲周圍的許多冰川都有巨大的漂浮延伸部分,稱為冰架,它們支撐著冰川並減緩其冰流向海洋的速度。隨著氣候變暖,我們已經看到其中一些漂浮延伸部分崩塌,有時速度非常快,在幾周或幾個月內就發生了。
如果思韋茨的冰架崩塌,它將沿著其75 英里(120 公里)長的前緣暴露出一道非常高的冰崖面向海洋。冰能承受的力量是有限的,因此如果冰崖太高,它就會崩塌入海。
一旦發生這種情況,就會暴露出更靠後的新冰崖,而且新的冰崖會更高,因為它更靠內陸。海洋冰崖不穩定性的理論表明,如果冰崖崩塌得足夠快,那麼可能會產生多米諾骨牌效應,即越來越高的冰崖一個接一個地崩塌。
然而,沒有人觀察到海洋冰崖不穩定性的實際發生。我們不知道它是否會發生,因為很大程度上取決於冰崩塌的速度。
您對思韋茨的風險有什麼發現?
當海洋冰崖不穩定性的理論首次被提出時,它使用了對冰架消失後冰崖可能如何崩塌的粗略估計。
此後的研究確定,冰崖不會系統性地失效,直到冰崖高度達到約 442 英尺(135 米)。即使到了那個時候,它們的失效速度也會比預測的要慢,直到它們變得更高。
我們使用了三個高解析度模型來探索這種對冰崖不穩定性的新物理理解對於本世紀的思韋茨冰川意味著什麼。
我們的結果表明,如果思韋茨的整個冰架今天崩塌,僅由於海洋冰崖不穩定性,其冰前緣也不會迅速向內陸後退。如果沒有冰架,冰川的冰將更快地流向海洋,從而使冰川前緣變薄。因此,冰崖不會那麼高。
我們發現思韋茨至少在 2100 年之前將保持相當穩定。我們還模擬了 50 年後冰架崩塌的情況,屆時冰川的接地線(其接地冰與海洋交匯處)將向內陸後退得更深。即使在那時,我們發現僅海洋冰崖不穩定性也不會導致快速後退。
研究結果對最近一些關於思韋茨可能崩塌速度的估計提出了質疑。其中包括政府間氣候變化專門委員會 (IPCC) 在其最新評估報告中提及但標記為“可能性低”的最壞情況。
思韋茨是每個人都擔心的冰川。如果您對整個冰蓋進行建模,那麼海洋冰崖不穩定性就是從這裡開始的,並且向內陸深處蔓延。因此,如果思韋茨不像我們想象的那樣容易發生冰崖失效,這對整個冰蓋來說都是一個好兆頭。
但海洋冰崖不穩定性只是冰流失的機制之一。這一發現並不意味著思韋茨是穩定的。
還有哪些因素導致冰川加速後退?
有許多過程導致南極冰蓋不穩定,其中一些過程已被很好地理解。
冰-海洋相互作用解釋了迄今為止的大部分近期冰量損失。南極洲是一個非常寒冷的地方,因此大氣變暖尚未產生很大影響。但是溫暖的洋流正在冰架下流動,它們正在從下方使冰層變薄,這削弱了冰架。當這種情況發生時,冰流速度會加快,因為阻力減小了。
在過去的幾十年中,思韋茨冰川和松島冰川所在的阿蒙森海區域出現了來自南極繞極環流的暖水入侵,這已從下方融化冰層。
氣候變化與此有何關係?
南極洲看起來可能很遙遠,但是人類活動導致地球變暖 – 例如燃燒化石燃料 – 正在對兩極產生巨大影響。冰流失導致海平面上升,影響全球沿海地區。
人們今天的選擇將決定海平面上升的速度。
本文最初發表於The Conversation。閱讀原文。
