雪锥变棒冰?格陵兰岛的冰盖发生了什么?

雪锥变棒冰?格陵兰岛的冰盖发生了什么?
从空中俯瞰海冰与陆地相遇的地方。由于气候变暖,格陵兰岛的冰盖在消退,科学家看见冰层在以一种可怕的新方式融化。
摄影:MARIO TAMA/ GETTY
 
撰文:MADELEINE STONE
 
  7月下旬,格陵兰岛迎来了欧洲第二波夏季热潮,岛上超过半数的冰盖表面开始融化,这是自2012年以来的第一次。发表于9月18日《自然》杂志的一项研究显示,气候变化加剧了冰盖大面积融化,这不仅会导致格陵兰岛失去几十亿吨的冰,还会让剩余的冰变得更加密实。
 
  “厚冰层”,横跨几百平方公里,厚度可达15米,覆着在格陵兰岛的冰盖上面。冰盖表面多孔且充满了空气,融化和再次冻结的频率更快了。从2001年至2014年,这些厚冰层扩大了约6.5万平方公里,面积相当于西弗吉尼亚州,仿佛一道防水屏障,阻止融水渗透到冰中。这些融水形成陆地上的径流,最终汇入大海。
 
  随着厚冰层不断扩大,研究著者预测,格陵兰岛表面越来越多的地方将变成“径流区”,冰盖将导致全球海平面上升,甚至可能带来意想不到的后果。
 
  “我们看到冰盖的状态在迅速改变,这太可怕了,”研究首席著者、科罗拉多大学博尔德分校的冰川学家Mike MacFerrin说道。
 
冰的“保护壳”
 
  在很多人的印象里,格陵兰岛是一大块坚固的、无法穿透的冰;但事实上,冰盖表面约80%的地方更像是雪锥:新一层降雪覆盖之前厚厚的雪,即所谓的粒雪,它们慢慢地被压成冰川冰,但其中仍有大量气孔。夏季时,雪锥顶部会融化,液态水渗入粒雪,就像被一块30米厚的海绵吸干一样。
 
  2012年春,MacFerrin和同事首次发现粒雪似乎正在失去吸收能力。他们当时正在格陵兰岛西南部的粒雪上钻孔,在季节性积雪层之下的一个个雪锥中,发现了密实的冰层。MacFerrin说,这就像粒雪长出了一层“乌龟壳”。
 
  MacFerrin和同事很快开始思考,这层外壳是否会阻止融水渗入粒雪。
 
  “当时是2012年5月,”MacFerrin说道:“那年7月的融冰打破了历史记录,我们很快就得到了答案。”
 
  2012年是有记录以来第一次,格陵兰岛这一地区的融冰明显在以径流的方式流失。
 
  研究人员意识到这是很重要的事情,于是开始在更大的区域内,钻探更多的雪锥,看看冰壳的范围。结果发现,冰壳的横断面长达40公里,对当地水文产生了广泛的影响。
 
  这些发现发表于2016年的《自然气候变化》,促成了这次的新研究。MacFerrin和同事利用NASA“冰桥空中计划”的雷达数据和地面勘测数据,绘制了首张整个格陵兰岛表面的厚冰层地图。
 
  根据模拟结果,研究人员认为冰壳形成于21世纪初,并蔓延开来。新分析显示,截至2014年,厚冰层覆盖了格陵兰岛表面约4%的地方。每年夏天,随着大面积融化,厚冰层变得越来越厚,并向更冷、更高的地方延伸。
 
  “每过几年,大量夏季融冰就会对粒雪造成一定影响,” MacFerrin说:“导致整个过程很快发展至内陆。”
 
 
雪锥变棒冰?格陵兰岛的冰盖发生了什么?
这是雪芯的一部分,其本质是一小块厚冰,最终会长成一米厚的冰层。
摄影:DR. KAREN ALLEY
 
海平面上升与意想不到的后果
 
  根据新研究的数据,格陵兰岛的径流区已经因为厚冰层扩大了26%。到目前为止,增加的径流仅让全球海平面上升了约1毫米。格陵兰岛冰盖表面和底部的冰山从冰川上断裂并融化,由此带来每年海平面上升幅度不到1毫米。
 
  但如果格陵兰岛的“保护壳”变硬,那么径流可能会急剧增加。最坏的情况下,至本世纪末,碳排放持续增加,研究人员预计到2100年,厚冰层扩张将造成海平面上升7.6厘米,全球海平面上升幅度三分之一都与冰盖有关。如果情况略好一些,即碳排放在本世纪中叶达到峰值,排放量依旧居高不下,那么到本世纪末,格陵兰岛内陆的径流总量将增加约一倍。
 
  但径流增加只是格陵兰岛冰层变化带来的后果之一。布法罗大学的冰川学家Kristin Poinar没有参与此次研究,她指出固态厚冰层的反射能力远不如明亮的白雪。
 
  “因此,如果这些厚冰层在冰盖表面附近形成,有可能……导致冰盖吸收更多的太阳辐射而变暖。这会产生更多的厚冰层。”
 
  哥伦比亚大学的冰川学家Indrani Das没有参与此次研究,她表示,冰层上的径流不一定会流入海洋。她担心径流会渗透到冰盖海拔较低处的大裂缝中,一直流到基岩,在冰与基岩接触的地方,起到润滑作用。
 
  “这会导致冰盖流动更快,”Das说道,冰川物质会因此更快地进入海洋,就像冰激凌从蛋糕上滑落下来一样。
 
  Poinar认为,这项研究最重要的地方在于,科学家可以据此改进对未来海平面上升的预测,为沿海社区提供所需信息。与此同时,研究让我们更清楚地认识到了现实情况:我们向大气排放的碳越多,就越有可能以意想不到的恶劣方式,改变北半球的冰盖,最终导致难以预料的后果。
 
  “我们从来没见到这样的冰盖,”Poinar说:“这在人类科学研究上史无前例。”
 
(译者:Sky4)
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