關於支援科學新聞
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道： 訂閱。透過購買訂閱，您將幫助確保有關當今塑造我們世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。
一艘挪威研究船在北極冰層漂浮的冰塊中意外遭遇有史以來記錄到的最大海浪，這表明這些巨浪如何能夠改變航運路線、破壞石油平臺並威脅沿海社群的侵蝕。在3月份發表在《地球物理研究快報》上的一份報告中，美國海軍研究實驗室（NRL）的科學家描述了大型海浪如何更深入地滲透到冰層中，並比任何人預想的更快、更徹底地將其破壞。
更少的冰意味著更多的開放水域來產生大型海浪——形成一個可能註定冰蓋毀滅的反饋迴圈。（這個危險的迴圈在《大眾科學》5月刊的“毀滅之浪”一文中有說明。）
每年，斯瓦爾巴群島大學中心的阿列克謝·馬爾琴科都會帶領學生穿越斯堪的納維亞半島以北寒冷的巴倫支海，研究季節性冰層。在冰層的邊緣附近，浮冰由鬆散漂浮在水面上的碎片組成。在冰層內部更深處，有數公里寬的冰塊被吹到一起，形成一個幾乎固體的塊狀物。像馬爾琴科的改裝北極漁船 RV Lance 這樣的加固船隻通常可以緩慢地穿過它。當 Lance 於 2010 年 5 月離開港口時，馬爾琴科預計將進行兩到三天的休閒野外工作。在過去幾年裡，該小組甚至在大型浮冰上露營。
Lance 向東航行，並在距離霍彭小島約 80 公里的地方，於 5 月 2 日停靠在一大片浮冰旁邊。馬爾琴科準備帶領他的班級登上浮冰。“我們準備出發了，但是當我出去的時候，我發現周圍有很多裂縫，”他回憶道。他決定將 Lance 更深入地移入冰層以確保安全。當他這樣做時，這艘船遇到了隨著時間推移而增大的小浪——這很令人驚訝，因為即使冰層邊緣附近的一點點冰通常也會抑制海浪。然後，這些海浪迅速將船周圍的冰塊打成數千個更小的碎片。
在一個小時內，出現了四米高的湧浪。Lance 的導航系統最終記錄到偶爾出現超過六米高的海浪，這是在北極冰層中測得的最高海浪。“而且我們可以看到更大的海浪高於船的甲板——30 英尺[9 米]或更高，”馬爾琴科說。
此事件標誌著科學家首次記錄到北極冰層中出現任何超過三米高的海浪。馬爾琴科後來將他的測量結果提供給了密西西比州 NRL 的克拉倫斯·柯林斯和他的同事，他們分析了海浪和冰層之間的相互作用。事實證明，儘管冰層抑制了來襲的海浪，但它也助長了自己的破壞。
冰層邊緣附近的冰吸收了一些來自來襲海浪的能量，但也將其餘能量集中到可以更深入地衝擊冰層的脈衝中，當海浪在其下滾動時將其抬起。升降使冰層達到斷裂點。一旦破碎，較小的冰塊允許最大的海浪幾乎不受阻礙地透過並攻擊更遠的堅固冰層。冰層在一個小時內從幾乎阻擋所有海浪能量到完全沒有阻擋。事實上，這一過程發生得如此之快，以至於柯林斯計算出海浪以每小時超過 16 公里的速度破壞冰層。
科學家們從未想到北極海浪會如此迅速地破壞冰層。歷史上，該地區廣闊的冰蓋沒有留下風暴產生真正大浪所需的開闊水域。但氣候變化帶來了較溫和的冬季、較暖的海水溫度和更大的風暴，這形成了一個惡性迴圈，預示著更少的冰層和更多的風和開闊水域來產生破壞冰層的海浪。
海浪出乎意料的速度和猛烈程度使得它們無法用當前基於通常每天更新的冰層觀測的低解析度計算機模型進行預測。這可能會給那些對大浪毫無準備或依賴海冰來保護他們的水手、石油公司和土著社群帶來災難。更不用說像北極熊和海象這樣依賴大量海冰生存的野生動物了。
柯林斯預計 2010 年的創紀錄海浪不會保持太久。隨著未來幾年破冰反饋迴圈的加速，越來越多的高聳海浪可能會衝擊不斷縮小的冰蓋。對於北冰洋來說，前方是暴風雨時期。