这张2016年的照片显示了一条裂缝,在几个月内,裂缝进一步扩,并从南极洲的拉森C架上释放出一座特拉华州大小的冰。在裂缝的一侧可以看到mélange的粗糙表面
影像来源:NASA/GSFC/OIB

随着南极洲冰架上被称为“mélange”的冰碎石融化,即使在寒冷的冬天,裂缝也会扩大,冰山也会断裂。

位于南加州的美国宇航局喷气推进实验室和加州大学欧文分校的研究人员发现了一个冰雪过程,可能导致一座特拉华州大小的冰山在2017年南半球的巨大拉森C冰架上断裂。这一发现表明,mélange——一种风吹雪、冰山碎片以及冰架内和周围的海冰的混合物——于将冰架固定在一起至关重要。这一发现意味着,由于气温上升,这些冰架的破裂速度可能比科学家预期的还要快。

冰架是延伸到海洋上的冰川漂浮的舌头,减缓了南极洲的冰川对全球海平面上升的速度。当冰川的冰架在南大洋上流出时,它最终会撞上一个岛屿、海底山脊或包围冰川的海湾壁。冰架减缓了冰川的前进速度,就像高速公路上的事故减缓了后面的交通一样——只不过,冰架的卡位可以将流入大海的冰块阻挡数千年之久。

但近几十年来,南极半岛的冰架移动和解体的速度越来越快。裂缝深化成裂口,从上到下切开冰架并扩大,最终将冰山释放到海洋中。如果这个过程继续下去,直到有足够多的冰架断裂(如2002年的拉森B),冰架阻挡的冰川开始以更快的速度从陆地流向海洋。这增加了海平面上升的速度。

气候变暖是造成这种冰架行为变化的根本原因,因为它提高了冰川上方的空气和下方的海温度。但是,冰架对气候变暖的反应方式尚不完全清楚。科学家们认为,融水汇聚在冰层上的冻融循正在使裂缝扩大。但是,如果是这样的话,拉森C号怎么会在冬天释放出它的巨大冰山,而当时冰层已经被冻结了几个月?

为了回答这个问题,喷气推进实验室和加州大学欧文分校的研究人员把重点放在了mélange上。这种杂乱、块状的混合物具有类似于胶水或灌浆料的天然特性,可以填补裂缝或缝隙,并粘在冰和岩石上。当它积聚在冰架的裂缝中时,它会形成一个与周围的冰一样坚硬的薄层,将裂缝固定在一起。在冰架的两侧,一层层的mélange将冰与周围的岩壁粘合在一起。加州大学欧文分校教授、该研究的共同作者埃里克·里格诺特(Eric Rignot说):“我们一直怀疑mélange发挥了关键作用,但直到最近我们才对其特征有了很好的观察。”该研究发表在《美国国家科学院院刊》上。

为什么这很重要?拉鲁尔说:“因为我们已经发现了一个物理过程,这个物理过程能够在大气大幅度变暖之前破坏冰架的稳定。”科学家们经常利用预测的气温上升来估计南极冰架将以多快的速度解体,从而估计全球海平面上升的速度。但是狭窄的mélange层主要是由于与下面全年持续的海水接触而融化。在一年中的任何时候,它们可能会变得太薄,无法继续支撑冰架。

“我们认为这个过程可能解释了为什么南极半岛的冰架在融水开始在其表面积聚之前几十年就开始破裂。”里格诺特说。 “这意味着南极冰架可能更容易受到气候变暖的影响——而且比之前想象的要早。”

参考来源:
https://www.nasa.gov/feature/jpl/icy-glue-may-control-pace-of-antarctic-ice-shelf-breakup

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