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2006年7月29日,一個大約110億加侖(0.044立方千米)的湖泊,面積超過2平方英里(5.6平方千米),覆蓋了格陵蘭巨大冰蓋的西部地區。在16小時內,它消失了。原因是:水壓穿透了超過半英里(980米)厚的冰層,將湖水排幹,這些水湧入新的漏斗,並聚集在巨大的冰蓋下方,使其升高了近4英尺(1.2米),並向北移動了近3英尺(0.8米)。
賓夕法尼亞州立大學的冰川學家理查德·艾利(Richard Alley)說:“我的同事和我提出了模型,[其中]當湖泊填滿裂縫時,融水會到達冰床,從而驅動裂縫向下延伸。”他沒有參與這項研究。現在,冰川學家“[莎拉]·達斯[和她的同事們]已經觀察到了這一現象——比尼亞加拉瀑布墜入格陵蘭島還要壯觀!”
事實上,尼亞加拉瀑布每秒的流量可以高達202,000立方英尺(5,720立方米)的水;而這個冰川湖的排水速度為每秒307,237立方英尺(8,700立方米)。冰川下方的融水隨後透過下方岩石中的通道流走,使冰層恢復到正常位置。
來自馬薩諸塞州伍茲霍爾海洋研究所的達斯、來自華盛頓大學西雅圖分校的地球物理學家伊恩·喬根以及一個國際團隊是第一批觀察和報告這種融水湖快速排水的科學家。他們還使用了2004年9月至2007年8月的衛星和地面觀測資料,確定由於融水和更多的冰山“崩解”(從冰川上斷裂),格陵蘭西部的冰川正加速流入大海。
喬根說:“在廣闊的區域,冰蓋和出口冰川會加速,這是由於地表融化到達冰床並潤滑了冰川的流動。”
最終,格陵蘭島在氣候變化中的命運將有助於決定全球沿海城市的未來。隨著這個世界上最大的島嶼上的冰蓋融化,由於更多的水進入海洋,全球海平面將會上升。
唯一的問題是上升多少:科學估計的範圍從不到1英寸到高達20英尺(6米)。來自加利福尼亞州帕薩迪納的美國宇航局噴氣推進實驗室的冰川學家埃裡克·裡格諾特(Eric Rignot)說,答案尚不確定,因為科學家們不知道格陵蘭島冰川的厚度,也不知道周圍海洋的變暖速度有多快或程度有多大。“在我們獲得這些資料之前,”他說,“就很難對冰蓋在更溫暖氣候中的演變做出切實的預測。”
然而,喬根指出,氣候變暖可能會加速格陵蘭冰的融化。根據該團隊本週在《科學》線上版上發表的調查結果,全球變暖可能會觸發冰山更快更頻繁地從冰川的前緣斷裂,從而為後者更快地湧向大海開啟道路。
喬根說:“冰山崩解會改變前緣附近的力平衡,導致冰川加速。”“夏季的冰山崩解率通常高於冬季,我們預計在氣候變暖的情況下,崩解率會增加,我們在格陵蘭島氣溫變暖的過去幾年中的觀測似乎證實了這一點。”
更溫暖的氣候也可能對融水產生影響。喬根說:“應該有更多的融化發生在[冰蓋]更高的位置,因此,更多的湖泊會在內陸形成。”“如果這些湖泊在目前沒有潤滑的區域導致冰床斷裂,這可能會非常重要。”換句話說,如果這種融水加速了移動較慢的冰川,格陵蘭冰蓋可能會融化得更快。
廣闊的冰蓋的變化速度已經比十年前預期的要快得多。喬根說,當時科學家們認為冰蓋對氣候變化的反應很慢。“最近在格陵蘭島和南極洲觀測到的快速變化,”他指出,“顛覆了這種認知。”