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2022-11-29 18:22

南极冰盖下发现了长达285英里的巨大河流——可能加速冰的流失

River Beneath Antarctic Ice Sheet

河流系统模型。资料来源:Dow et al. 2022

南极冰盖下一条意想不到的河流影响了冰的流动和融化,随着气候变暖,可能会加速冰的流失。

最新研究发现,南极洲冰层深处有一条长达285英里(460公里)的河流,比泰晤士河还长。这项研究详细说明了它是如何从面积相当于德国和法国加起来的南极冰盖底部收集水的。这一发现表明,冰盖底部的水流比之前认为的更活跃,这可能使它更容易受到气候变化的影响。

这一发现的细节是由伦敦帝国理工学院、加拿大滑铁卢大学、马来西亚登嘉奴大学和纽卡斯尔大学的研究人员发现的,最近发表在《自然地球科学》杂志上。

来自伦敦帝国理工学院格兰瑟姆研究所的合著者马丁·西格特教授说:“几十年前,当我们第一次在南极冰层下发现湖泊时,我们以为它们彼此隔离。现在我们开始了解到在那里有完整的系统,由巨大的河网连接,如果上面没有数千米的冰,它们可能会是这样。

“这项研究所在的地区拥有足够的冰,足以使全球海平面上升4.3米。这些冰融化的程度和速度与冰的底部有多滑有关。新发现的河流系统可能会强烈影响这一过程。”

Geophysical Ice Survey

地球物理测量是用飞机进行的。图片来源:尼尔·罗斯

在冰盖下出现水的主要方式有两种:表面融水通过深深的裂缝流下,或在底部融化,这是由地球的自然热量和冰在陆地上移动时的摩擦造成的。

然而,北极和南极周围的冰原有不同的特征。在格陵兰岛,夏季的几个月里,地表经历了强烈的融化,大量的水通过被称为冰穴的深裂缝流入。

然而,在南极洲,由于夏天仍然太冷,表面融化的量不足以形成冰穴。人们认为,这意味着南极冰盖底部的水相对较少。

这项新发现彻底颠覆了这一观点,它表明,仅从基面融水中就有足够的水在几公里厚的冰层下形成巨大的河流系统。

这一发现是通过机载雷达调查的结合,使研究人员可以观察冰下和冰原水文模型。该团队集中在一个基本上难以进入和研究不足的地区,包括南极东部和西部冰盖的冰,并到达威德尔海。

滑铁卢大学的首席研究员克里斯汀·道博士说,如此大的一个系统到现在还没有被发现,这证明了我们对这片大陆还有多少需要了解。

她说:“通过卫星测量,我们知道南极洲的哪些地区正在流失冰,以及流失的数量,但我们不一定知道原因。这一发现可能是我们模型中缺失的一环。如果不考虑这些河流系统的影响,我们可能大大低估了该系统融化的速度。

“只有知道冰消失的原因,我们才能建立模型,预测未来在全球进一步变暖的情况下,冰会如何反应,以及这会使全球海平面上升多少。”

例如,这条新发现的河流在一个漂浮的冰架下流入大海——在那里,从陆地延伸出来的冰川有足够的浮力,可以开始漂浮在海水上。然而,来自河流的淡水搅动着温暖的水流向冰架底部,从下面融化它。

来自纽卡斯尔大学的合著者尼尔·罗斯博士说:“之前的研究着眼于冰原边缘和海水之间的相互作用,以确定融化是什么样子。然而,一条到达内陆数百公里的河流驱动了其中一些过程的发现表明,如果不考虑整个系统:冰盖、海洋和淡水,我们无法完全理解冰融化。”

在预测该地区气候变化的可能后果时,还需要考虑到冰下河流的存在。例如,如果夏季温暖到足以导致表面融化,使水到达冰盖底部,就可能对河流系统产生巨大影响,可能使南极洲变成类似格陵兰岛的状态,冰的流失速度要快得多。

还有潜在的反馈循环会加速冰的流失。例如,如果冰的流动速度随着水在底部的积累而加快,那么这将增加冰在旱地上运行时的摩擦,这可能会增加底部的融化量和产生的水。

该团队现在正试图从调查中收集更多关于所有这些机制的数据,以便将他们的模型应用到其他地区,并更好地理解不断变化的南极洲会如何改变地球。

参考文献:C. F. Dow, N. Ross, H. Jeofry, K. Siu和M. J. Siegert,“通过冰下河流系统的高压流形成的南极基础环境”,2022年10月27日,自然地球科学。DOI: 10.1038 / s41561 - 022 - 01059 - 1