每日速遞：斯坦福大學(xué)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)海平面上升的關(guān)鍵性缺失部分

這項(xiàng)新研究確定了目前沒有失去大量質(zhì)量的地區(qū)，但如果它們解凍可能會(huì)跟一些對(duì)海平面上升貢獻(xiàn)最大的地區(qū)--如斯懷茨(Thwaites)冰川--相媲美。南極洲的面積為14,200,000平方公里，約比美國的面積大45%。易受影響的地區(qū)包括一個(gè)比加利福尼亞更大的面積。這項(xiàng)研究將于今日發(fā)表在《自然通訊》上。

【資料圖】

“你不一定能假設(shè)目前被冰封的地方會(huì)一直被冰封，”研究論文作者Dustin Schroeder說道，“這些地區(qū)可能是未被充分重視的潛在貢獻(xiàn)者。”。據(jù)悉，他是斯坦福大學(xué)Doerr可持續(xù)發(fā)展學(xué)院的地球物理學(xué)副教授。

不尋常的嫌疑者

最近的理論工作表明，基底融化可能在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生，這構(gòu)成了模擬的基礎(chǔ)。該研究的合著者使用數(shù)字冰原模型測試了關(guān)于這種解凍的開始是否會(huì)導(dǎo)致100年內(nèi)的重大冰損失的假設(shè)。他們發(fā)現(xiàn)，觸發(fā)解凍引發(fā)了冰原區(qū)域的質(zhì)量損失，而這些區(qū)域在該時(shí)間尺度上通常跟不穩(wěn)定和海平面貢獻(xiàn)無關(guān)。

研究報(bào)告的第一作者、地球物理學(xué)博士生Eliza Dawson說道：“在整個(gè)大陸范圍內(nèi)，幾乎沒有研究解凍的開始--從冰凍的冰過渡到處于融化點(diǎn)的冰，在那里，床面的一點(diǎn)點(diǎn)水就會(huì)導(dǎo)致冰的滑動(dòng)。我們有興趣了解解凍會(huì)產(chǎn)生多大的影響以及冰原的哪些區(qū)域可能最容易受到影響。”

科學(xué)家們根據(jù)冰原在其下面的土地上滑動(dòng)所引起的摩擦力的變化模擬了南極洲底部的溫度變化。模擬結(jié)果顯示，在東南極洲--與西南極洲相比目前被認(rèn)為是一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的地區(qū)，Enderby-Kemp和George V Land地區(qū)將對(duì)其底部的解凍最為敏感。在喬治五世地，他們還強(qiáng)調(diào)，如果解凍發(fā)生，George V Land會(huì)成為一個(gè)主要的海平面貢獻(xiàn)者--這一特征在規(guī)模上跟南極洲西部快速演變和可能不穩(wěn)定的斯懷茨冰川相當(dāng)。

“現(xiàn)在整個(gè)社會(huì)都在關(guān)注斯懷茨冰川，但一些通常被認(rèn)為是大的、有影響的變化的地區(qū)并不是這項(xiàng)研究中最具挑釁性和影響的地區(qū)，”Schroeder說道。

溫度很重要

由于南極洲的位置和極端條件，關(guān)于冰原的信息是有限的。關(guān)于其冰凍外表下的土地，人們知道的就更少了。

Schroeder表示：“在這些偏遠(yuǎn)的地方，測量冰床是一項(xiàng)巨大的努力--我們有技術(shù)可以做到，但你真的需要選擇地點(diǎn)，有時(shí)需要幾年的時(shí)間，需要野外營地，需要特殊設(shè)備去做。這很困難，也很昂貴。”

為了填補(bǔ)信息空白，科學(xué)家們依靠冰塊如何滑動(dòng)的物理學(xué)原理--溫度的變化如何影響冰原流動(dòng)和演變的方式。在后續(xù)工作中，研究人員們計(jì)劃開發(fā)和應(yīng)用基于雷達(dá)的分析方法來研究這些關(guān)鍵地區(qū)的冰原床的溫度。

Schroeder稱：“你需要知道那些重要的區(qū)域，這就是Eliza論文的變革性貢獻(xiàn)。它提出了這些廣泛的問題。這是否重要？如果它重要那么在哪里？我們希望這種方法能給社區(qū)一些優(yōu)先權(quán)，讓他們知道在哪里尋找，為什么尋找，并避免走盲道。”

沉睡的巨人？

科學(xué)家們目前還不知道在這項(xiàng)研究中確定的潛在易受影響的地區(qū)，什么力量最能引發(fā)海床解凍--或者它們多快能做到這一點(diǎn)。一個(gè)可能的驅(qū)動(dòng)力是海洋條件的變化，南極洲其他地方也是如此。

“溫暖的海水不一定像在西南極洲的部分地區(qū)那樣到達(dá)這些東南極洲地區(qū)，但它就在附近，所以有可能會(huì)發(fā)生變化。當(dāng)你考慮到最近的理論工作表明，冰床的熱過程可以很容易激活--甚至是自發(fā)的--它使得冰床的近期解凍似乎比我們想象的要容易得多，”Schroeder解說道。

這項(xiàng)研究表明，測量、理解和模擬冰原底部的溫度對(duì)于理解我們的未來非常重要，因?yàn)楹Ｆ矫嫔仙A(yù)測中最大的不確定性是那些能改變像格陵蘭島和南極洲這樣的巨大冰原行為的過程的貢獻(xiàn)。

Dawson說道：“為了更仔細(xì)地觀察這篇論文所確定的這些區(qū)域，將需要開展后續(xù)工作。表明冰床的解凍可以導(dǎo)致冰蓋的質(zhì)量損失，這是一個(gè)社會(huì)需要了解并真正開始關(guān)注的過程--特別是在這些潛在的脆弱地區(qū)。”