研究发现南极冰盖每天可退缩50米

新的研究发现,在上一个冰河时代结束时,围绕南极海岸线的冰架每天以高达50米的速度退缩,其速度远远超过今天观察到的卫星衍生的退缩速度。

这项由剑桥大学斯科特极地研究所领导的研究利用南极海底微妙的波浪状山脊的模式来计算大约12,000年前冰在区域冰消中退缩的速度。

脊是在冰盖开始漂浮的地方产生的,是由于冰随着潮汐运动而上下移动时,冰挤压海底沉积物而造成的。这些地貌的图像具有前所未有的亚米分辨率,并且是从在海床上方约60米处运行的自动水下航行器(AUV)获取的。结果发表在《科学》杂志上。

虽然现代卫星能够收集有关南极洲周围冰消退和稀疏率的详细信息,但数据只能追溯到几十年前。使用这些海底脊的集合来计算冰盖可以退缩的最大速度,这表明历史退缩速度几乎比今天观察到的最大退缩速度快十倍。

“通过检查冰盖的过去足迹并查看海底的多条山脊,我们能够获得有关过去最大退冰速度的新证据,该速度比甚至在南极洲最敏感地区观察到的速度也快得多。今天,”主要作者,斯科特·极地研究所所长朱利安·道德斯维尔教授说。

这项研究是作为韦德尔海上探险计划的一部分进行的,该计划于2019年初着手进行一项科学计划,并寻找欧内斯特·沙克尔顿爵士注定要失败的轮船Endurance。尽管当时的海冰条件使该团队无法获得这艘传奇沉船的图像,但他们仍能够继续进行科学工作,包括绘制南极半岛以东拉森冰架附近的海底。

研究人员使用无人机,卫星和AUV,能够以前所未有的细节研究韦德尔海的冰况。

他们的目标是调查冰架的现在和过去的形式和流动,即漂浮在南极海岸线约75%处的巨大冰块,在那里它们起到了抵御来自内陆的冰流的作用。

就像极地其他大部分冰一样,南极某些地区的这些支撑正在减弱,这在拉森A和B冰架中最为明显,它们在1998年和2002年迅速坍塌,当时大约1250平方英里。一个月多一点的时间,冰就碎了,崩塌了。

冰架正在变薄,因为相对温暖的水流从下方吞噬了它们,但随着夏季气温的升高,它们也在从顶部融化。这两种影响都会使冰架变薄并变弱,而且这样做的原因是,它们所阻挡的冰川更快地流向大海,其边缘也退缩了。

利用AUV,该团队能够从南极大陆架的地质记录中收集有关历史冰架波动的数据。

韦德尔海上探险队的首席科学家道德斯韦尔说:“通过检查海底的地貌,我们能够确定过去冰的行为。”“我们知道这些功能在那里,但是我们以前从未能够如此详细地检查过它们。”

研究小组在海底发现了一系列细腻的波浪状海脊,每条海脊仅高约一米,相隔20至25米,可追溯到大约12,000年前南极大陆架最后一次大冰消结束。研究人员将这些山脊解释为在原先的接地线处形成的区域-接地的冰原开始以冰架形式漂浮的区域。

研究人员推断,这些小山脊是由于潮汐中的冰层上下移动而引起的,它们将沉积物挤压成保存完好的地质形态,看起来像梯子的梯级,随着冰层的退缩。假设在涨潮和退潮之间有一个标准的12小时周期,并测量山脊之间的距离,研究人员便能够确定在上一个冰河时代末期,冰的退缩速度有多快。

他们计算得出,在此期间,冰层每天的回撤幅度高达40至50米,这一速度相当于每年超过10公里。相比之下,现代卫星图像显示,即使是如今南极洲退缩最快的接地线,例如在松岛湾,也比这些地质观测要慢得多,每年仅约1.6公里。

道德斯韦尔说:“深海海洋环境实际上在南极洲很安静,因此这些特征可以在海底随时间而得到很好的保存。”“我们现在知道冰能够以远远超过今天的速度退缩。如果气候变化在未来几十年继续削弱冰架,我们可能会看到类似的退缩速度,这对全球海平面将产生深远影响上升。”

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