很大程度上得益于哥白尼哨兵1号,科学家发现南极洲的一条冰川正以前所未有的速度,从相邻冰川快速虹吸冰块。此前,研究人员认为南极洲这种“偷冰”过程需花费数百年甚至数千年,但最新研究结果表明并非总是如此。
今日发表于《冰冻圈》杂志的这项研究,部分由欧洲航天局未来地球观测计划的“科学服务社会”项目资助。研究显示,位于南极洲西部流速较快的科勒东冰川,一直在从一条流速较慢的相邻冰川“窃取”冰块。
科勒冰川以及波普冰川和史密斯冰川,是南极洲西部变化最快的冰川之一,其中一些冰川移动和变薄的速度比其他冰川更快。这些冰川位于多特森和克罗森冰架的上游。
波普冰川、史密斯冰川和科勒冰川的冰,流入漂浮在阿蒙森海上的多特森和克罗森冰架。冰流入海洋并最终融化的速度,对海平面上升有影响。
由英国利兹大学领导的一组科学家,研究了哨兵1号等卫星的高分辨率图像,以及2005年至2022年的其他卫星数据,以了解波普 – 史密斯 – 科勒地区8条冰流的流速。
他们使用一种追踪技术计算冰速,该技术通过测量冰面或冰面附近可见特征(如裂缝或裂隙)的位移来实现。研究还使用了欧洲航天局“冰卫星”任务中关于冰变薄速率的数据。
研究发现,8条冰流中有7条速度加快,其中一条速度几乎翻倍,但与之形成鲜明对比的是,有一条实际上速度减慢了。
结果表明,流速最快的科勒东冰川,紧邻流速较慢的科勒西冰川。
然而,冰流速度的差异并非这个脆弱地区唯一有趣的方面。研究团队还发现冰流方向发生了显著变化,导致流速较快的科勒东冰流,迅速从流速较慢的相邻冰川科勒西吸取冰块。
研究人员发现,自2005年以来,波普 – 史密斯 – 科勒地区的冰川平均增速达51%。然而,这一平均值背后隐藏着一些巨大差异。在17年里,有4条冰川增速在60%至87%之间,值得注意的是,仅在2022年,就有6条冰流平均速度超过每年700米。
速度最快的是科勒东冰川和史密斯西冰川,在17年的研究期内,这里的冰速平均每年增加32米。
考虑到气候变化的影响,这并不令人意外。然而,令人惊讶的是,在研究期间,科勒西冰川的速度实际上减慢了10%。
该研究的主要作者、利兹大学的希瑟·塞利博士解释说:“我们认为这种减速是因为科勒西冰川似乎也改变了方向,流向了它的邻居科勒东冰川。
“这种方向的改变,可能是由相邻冰川截然不同的变薄速率造成的。
“因为科勒东冰川的冰流在流动过程中流速更快且变薄更快,所以它吸收或‘窃取’了流速较慢的科勒西冰川的冰。
“这实际上是一种‘偷冰’行为,冰流从一条冰川转向另一条冰川,加速的冰川实际上是从减速的邻居那里‘偷’冰。
“令人惊讶的是,多亏了卫星数据,我们看到这种情况在不到18年的时间里就发生了,而我们一直认为这是一个极其漫长、缓慢的过程。”
这些结果表明,南极洲的这个地区有显著的加速现象,这里记录到了最高的变薄速率和接地线后退速率。
接地线是陆地上的冰川转变为冰架并开始漂浮的点。如果接地线后退,可能会导致不稳定,甚至使冰盖更快地流向海洋。
同样来自利兹大学的安娜·霍格教授补充说:“我们的结果表明,冰流重定向是当代冰盖动力学中一个重要的新过程,对于理解冰川当前的结构变化以及这些系统的未来演变是必要的。
“数据揭示了以前未观测到的漂浮冰架和陆地冰盖之间的相互作用,这将影响未来的海平面上升,并可能影响21世纪冰盖和冰架质量的变化。”
欧洲航天局极地科学集群协调员马丁·韦宁博士说:“这项新研究凸显了卫星独特的能力,它能提供评估极地地区变化所需的时间和空间覆盖范围。
“利用哥白尼哨兵1号的数据,以及欧洲航天局‘冰卫星’任务中关于冰变薄的数据,该团队揭示了过去几十年南极洲西部部分地区冰流的复杂演变。
“了解这些不断变化的动力学及其驱动因素,对于改进对未来冰盖变化和海平面上升贡献的预测至关重要。”
南极洲西部相邻冰流冰流的加速、减速和重定向 地球与环境学院
南极冰川被发现“窃取”相邻冰川的冰
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