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2006年7月29日,一个大约110亿加仑(0.044立方千米)的湖泊,面积超过2平方英里(5.6平方千米),覆盖了格陵兰巨大冰盖的西部地区。在16小时内,它消失了。原因是:水压穿透了超过半英里(980米)厚的冰层,将湖水排干,这些水涌入新的漏斗,并聚集在巨大的冰盖下方,使其升高了近4英尺(1.2米),并向北移动了近3英尺(0.8米)。
宾夕法尼亚州立大学的冰川学家理查德·艾利(Richard Alley)说:“我的同事和我提出了模型,[其中]当湖泊填满裂缝时,融水会到达冰床,从而驱动裂缝向下延伸。”他没有参与这项研究。现在,冰川学家“[莎拉]·达斯[和她的同事们]已经观察到了这一现象——比尼亚加拉瀑布坠入格陵兰岛还要壮观!”
事实上,尼亚加拉瀑布每秒的流量可以高达202,000立方英尺(5,720立方米)的水;而这个冰川湖的排水速度为每秒307,237立方英尺(8,700立方米)。冰川下方的融水随后通过下方岩石中的通道流走,使冰层恢复到正常位置。
来自马萨诸塞州伍兹霍尔海洋研究所的达斯、来自华盛顿大学西雅图分校的地球物理学家伊恩·乔根以及一个国际团队是第一批观察和报告这种融水湖快速排水的科学家。他们还使用了2004年9月至2007年8月的卫星和地面观测数据,确定由于融水和更多的冰山“崩解”(从冰川上断裂),格陵兰西部的冰川正加速流入大海。
乔根说:“在广阔的区域,冰盖和出口冰川会加速,这是由于地表融化到达冰床并润滑了冰川的流动。”
最终,格陵兰岛在气候变化中的命运将有助于决定全球沿海城市的未来。随着这个世界上最大的岛屿上的冰盖融化,由于更多的水进入海洋,全球海平面将会上升。
唯一的问题是上升多少:科学估计的范围从不到1英寸到高达20英尺(6米)。来自加利福尼亚州帕萨迪纳的美国宇航局喷气推进实验室的冰川学家埃里克·里格诺特(Eric Rignot)说,答案尚不确定,因为科学家们不知道格陵兰岛冰川的厚度,也不知道周围海洋的变暖速度有多快或程度有多大。“在我们获得这些数据之前,”他说,“就很难对冰盖在更温暖气候中的演变做出切实的预测。”
然而,乔根指出,气候变暖可能会加速格陵兰冰的融化。根据该团队本周在《科学》在线版上发表的调查结果,全球变暖可能会触发冰山更快更频繁地从冰川的前缘断裂,从而为后者更快地涌向大海打开道路。
乔根说:“冰山崩解会改变前缘附近的力平衡,导致冰川加速。”“夏季的冰山崩解率通常高于冬季,我们预计在气候变暖的情况下,崩解率会增加,我们在格陵兰岛气温变暖的过去几年中的观测似乎证实了这一点。”
更温暖的气候也可能对融水产生影响。乔根说:“应该有更多的融化发生在[冰盖]更高的位置,因此,更多的湖泊会在内陆形成。”“如果这些湖泊在目前没有润滑的区域导致冰床断裂,这可能会非常重要。”换句话说,如果这种融水加速了移动较慢的冰川,格陵兰冰盖可能会融化得更快。
广阔的冰盖的变化速度已经比十年前预期的要快得多。乔根说,当时科学家们认为冰盖对气候变化的反应很慢。“最近在格陵兰岛和南极洲观测到的快速变化,”他指出,“颠覆了这种认知。”