Nature:世界上最大的冰原受到温水潮的威胁

南极洲东部的冰块正在以惊人的速度变薄。来源:Torsten红木/盖蒂


一项研究发现,最近几十年,西风正将温暖的海水吹向南极东部冰盖,并以惊人的速度使该地区的冰块变薄。

科学家们说,这项发表在8月2日《自然气候变化》杂志上的研究还有助于解决未来海平面上升预测中最大的不确定性之一:世界上最大的南极东部冰盖对海洋变暖有多脆弱。

冰架漂浮在海洋上,从大陆冰川延伸并支撑着大陆冰川,大陆冰川聚集形成冰盖。与南极洲西部的冰块以惊人的速度融化不同,南极东部的冰盖被认为受到了大陆架上靠近冰架形成的寒冷而稠密的海水的保护,免受海洋变暖的影响。

但在过去的十年中,数据和观测显示,南极东部冰盖也正受到越来越多的来自温暖的盐水的威胁,盐水正在从下面融化冰架。然而,过去的研究一直难以衡量变暖的程度,并精确地指出导致变暖的过程。

90年的数据

澳大利亚国家科学研究组织(CSIRO)的海洋学家Laura Herraiz-Borreguero和英国南安普顿大学的Alberto Naveira Garabato试图通过整理和分析90年前沿南极东部大陆斜坡和开放海洋公开的海洋温度和盐度记录来了解正在发生的事情。他们将这些海洋观测数据与用于绘制洋流边界的卫星数据进行了比较。

他们发现,自20世纪初以来,南极洲东部的海洋温度上升了多达2℃,而且这一趋势正在加速。他们发现,自20世纪90年代以来,该地区海洋变暖的速度增加了两倍,最强烈的变暖发生在南极东部大陆坡——靠近突出的冰架变薄或退缩最快的冰川。其中包括登曼冰川、范德福德冰川和托滕冰川。Herraiz-Borreguero说:“令人震惊的是,变暖最严重的地区是我们知道冰盖正在流失冰块的地区。”

以前的研究记录了特定地点变暖的快照,如托滕冰川和埃默里冰架附近,只是暗示了推动东南极洲冰融化的潜在过程。例如,一些研究表明,气候变暖可能与南极环极流(ACC)向南迁移有关,该流沿南极大陆向东流动,穿过南大洋。

变暖的机制

Herraiz-Borreguero和Naveira Garabato的研究表明ACC的南部边缘确实向南移动,将温暖的海水转移到南极洲东部。但它也表明,这种扩张是由强劲的西风驱动的,在夏季的几个月里,西风也向极地移动——这种转变预计将持续整个世纪。

Herraiz-Borreguero说,了解这些过程如何在一定程度上导致南极冰盖的减少,将有助于解决气候模型中的不确定性,这些气候模型试图预测冰的减少将如何导致未来海平面的上升。

巴黎索邦大学(Sorbonne University)的物理海洋学家马蒂斯·奥格(Matthis Auger)说,这项研究利用了一系列令人印象深刻的观测结果,在观测到的变暖、驱动变暖的过程和东南极洲冰盖损失之间建立了强有力的联系。但他指出,其他过程也可能导致气候变暖。奥格说,例如,从冰盖流入的新鲜融水,以及南极大陆附近的温暖海水上涌,可能会阻碍通常保护浮冰架的寒冷、稠密的水的形成,从而加剧冰块的损失。

日本札幌北海道大学的物理海洋学家Yoshihiro Nakayama说,人们对东南极冰架附近沿海水域的变化知之甚少。与南极洲西部相比,南极洲东部在很大程度上是难以接近的。因此,研究中分析的大多数观测数据都是最近才收集的,而且是从离岸数百公里处收集的,而不是从大陆架顶部的水域收集的,那里是冰川与海洋相遇形成冰架的地方。“冰架融化的关键是冰架前缘的温度,”中山说。他补充说,收集更多关于冰架附近海洋状况的观测数据,并测试现有数据是否与海洋模型生成的模拟相符,将有助于海洋学家了解“真正发生了什么”。

温暖的海水拍打大陆架的后果将是严重的。如果温暖的海水能够穿透大陆架,加热目前位于海平面以下基岩上的冰川冰,“那么冰融化将几乎不可阻挡”,Herraiz-Borreguero说。

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