研究称南极冰盖出现“格陵兰化”迹象 冰架缩减与表面融化加速

《自然地球科学》近期发表的一篇文章指出,南极冰盖正在出现科学家所称的“格陵兰化”迹象。该术语用于描述格陵兰出口冰川出现的前所未有退缩以及表面融化季节延长等变化特征。文章称,南极的最新观测结果与过去“相对稳定”的判断不一致,显示表面融化快速增加、海冰缩减,并伴随冰架断裂速度加快。

丹麦气象研究所研究人员鲁思·莫特拉姆(Ruth Mottram)及其同事在评论论文中表示,海洋与大气变暖使南极冰盖更易发生冰川基线快速后退。基线是冰体从依附陆地转为漂浮于海面的分界位置,基线向内陆移动意味着冰川正在退缩。论文指出,南极冰架缩减导致对出口冰川的支撑减弱,而类似过程自20世纪80年代以来也在格陵兰出现。

为比较南极与格陵兰的变化,莫特拉姆团队使用卫星影像,并重点采用“重力恢复与气候实验”(GRACE)数据集。该系统由两颗卫星组成,用于测量质量变化。哥伦比亚气候学院拉蒙特-多尔蒂地球观测站研究员、地球与环境科学教授杰奎琳·奥斯特曼(Jacqueline Austermann)解释称,两颗卫星在飞越高质量区域时受引力影响会产生距离变化,相关测量可用于推断质量变化。莫特拉姆团队据此表示,卫星间距离随时间的变化显示,南极与格陵兰冰盖的质量损失均在加速。

随着两地变化特征趋同,研究人员对南极未来演变的担忧增加。拉蒙特-多尔蒂地球观测站地球化学家、地球与环境科学副教授乔纳森·金斯莱克(Jonathan Kingslake)在接受Glacierhub采访时表示,过去格陵兰与南极差异显著:格陵兰气候更暖,而南极长期更冷,历史上融化速率较低,使连接大陆的巨大漂浮冰架得以延伸。他称,“格陵兰化”指的是南极从原有状态转向更像格陵兰的状态,表面融化显著增多,并伴随漂浮冰架减少。

论文强调,冰架消失可能对南极产生重要影响。南极约75%的海岸线分布有冰架,冰架对出口冰川起到支撑作用并减缓冰流速度。一旦失去冰架保护,出口冰川可能更快破裂并加速退缩。

文章以格陵兰Sermeq Kujalleq冰川为例称,该冰川自世纪之交以来的加速退缩推动了对格陵兰冰盖变化的更多研究。论文认为,南极冰架的消失与科学家在格陵兰观察到的变化相呼应。

在冰架面积变化方面,莫特拉姆团队指出,1997年至2021年间,南极冰架净损失达36,700平方公里,略大于美国马里兰州总面积。论文称,这一损失规模超过了季节性冰川生长与退缩的自然循环可能恢复的范围,使大型南极出口冰川更为暴露,退缩敏感性上升,呈现出与格陵兰相似的特征。

论文称,南极冰损主要集中在西南极冰盖和南极半岛。在西南极阿蒙森海湾地区,松岛冰川与斯韦茨冰川自1990年代和2000年代以来冰流速度分别加快了50%,其融化模式被认为与格陵兰Sermeq Kujalleq冰川相似。此前被视为较稳定的东南极冰盖也出现基线后退与冰层变薄现象。

关于冰架削弱机制,研究人员指出,冰架同时受到水下与水面以上过程影响。水下方面,变暖海洋会融化冰架底部并产生淡水。金斯莱克解释称,淡水倾向于浮在盐水之上,导致向上运动并“吸入”更多温暖盐水,从而持续加剧融化。水面以上方面,融水湖形成会带来额外压力,引发水力破裂,使冰面裂缝扩展并增加冰架断裂风险。

论文认为,底部融化与表面开裂共同推动冰架快速恶化:部分已崩塌冰架在底部融化作用下变得不稳定,而水力破裂可能成为最终触发因素。

研究同时指出,尽管观测与认识不断推进,相关物理过程的模型仍存在缺口。金斯莱克表示,一些过程尚难以用方程准确描述,且缺乏足够数据用于调整模型参数。论文称,进一步研究冰冻圈变化的驱动因素,有助改进模型输入,例如大气变暖与海洋环流如何影响冰川断裂、冰架融化、表面融化以及海冰减少。

作者写道,南极“格陵兰化”将带来海平面上升影响,其后果“远远超出世界最偏远大陆”。论文指出,沿海地区对海平面上升更为脆弱,海平面上升会增加破坏性洪水与风暴潮风险,更精细准确的模型有助社会应对相关威胁。

文末称,南极融化曾被视为未来问题,但现有数据表明变化可能比预期更快。莫特拉姆及合著者强调,理解南极在气候变化背景下对环境的作用仍然关键。

本文由哥伦比亚大学地球研究所授权转载,来源:http://blogs.ei.columbia.edu


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