从阿拉斯加到南极洲，数千条冰川流过陆地，汇入海洋。这些潮汐冰川正在迅速退缩和融化，就像地球上的大部分冰一样，不断加剧海平面上升。但是迄今为止，由于靠近这些冰冻巨兽的难度和危险性，科学家们一直难以确定冰川末端表面融化最剧烈的位置，以及融化的确切速度。
然而，现在，一个研究团队已经找到了直接探测这些融化过程的方法，并在阿拉斯加的一条冰川上进行了测试。他们的发现于本周发表在《科学》杂志上，令人担忧：冰川的融化速度远超当前理论的预测。“我们测量的融化速率大约是理论预测的10到100倍，”主要研究作者、俄勒冈大学的海洋学家 David A. Sutherland 说。
不稳定的潮汐冰川，例如该团队测量的冰川，相对快速地流入海洋，并经常崩解或剥落冰山。尽管这些冰川高耸于海面之上，但大部分融化作用发生在水线以下。冰川表面的融水通过冰缝向下渗流，在冰川下方形成溪流，润滑冰川在陆地上的流动并溢入海洋。它搅动咸的、相对温暖的海水，并将其推到冰川表面，导致冰更快融化，并最终崩解。气温升高会加剧表面融化；科学家预计，随着气候变暖，更多的融水将向下渗流，加剧这一过程，并最终威胁到世界各地的沿海城市。
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从勒 Conte 冰川上方的山脊拍摄的八小时延时视频显示，强大的融水羽流从冰川流出，以及冰山在冰川附近的峡湾中崩解和旋转。 鸣谢：Jason Amundson，阿拉斯加东南大学
获取冰川融化的准确读数对于以有意义的精度预测未来海平面上升至关重要。“计算机模拟需要有关冰盖和海洋如何相互作用的准确信息，”科罗拉多州博尔德市国家冰雪数据中心的冰川学家 Twila Moon 说。“如果我们基于与我们的观测不符的理论来预测未来，我们就无法很好地预测未来。”
但是，获取这些数据需要靠近冰川末端，如果冰山突然崩解并引发巨浪，这可能会变得致命。“这些测量非常困难，因为冰川末端与海洋接触的地方是一个非常活跃且相当危险的环境，”Moon 说。她曾帮助放置了该团队的一些仪器，但没有参与任何数据分析。
Sutherland 和他的团队在 2016 年 8 月和 2017 年 5 月的两次野外考察中找到了解决这个问题的方法，考察地点位于阿拉斯加狭长地带勒 Conte 湾附近的勒 Conte 冰川。他们乘坐小船在布满冰山的水域中漂浮了多天，同时固定在船上的仪器收集了冰川末端附近的水温、盐度和流量数据。他们的创新之处在于部署了一种多波束声纳仪器——类似于商业渔民用来发现获奖渔获的技术——从安全距离反复绘制冰川表面的地形图。通过跟踪冰川形状随时间的变化，他们可以观察到冰川的哪些部分正在融化。当他们将这些信息与跟踪冰川运动的 GPS 数据结合起来时，他们可以绘制出融水流量的速率。
2016 年 3 月 31 日至 2016 年 8 月 8 日期间拍摄的延时视频显示了勒 Conte 冰川的流动（在图中从右向左）。随着夏季的推进，即使冰快速流向大海，冰川末端也在向后退缩。鸣谢： Jason Amundson，阿拉斯加东南大学
声纳数据显示了季节性差异，8 月份的融化率高于 5 月份，融化发生的位置也发生了变化。5 月份，冰川顶部的融化率较高；8 月份，水线以下深处的底部融化率较高。随着夏日阳光的照射，更多的融水流到冰川下方并流入海洋，将相对温暖的海水推向冰川的水下表面并使其融化。这个过程导致冰川变得头重脚轻，因此更容易崩解。这是一个恶性循环：随着更多的冰崩解入海，阻止冰川进一步滑入水中的摩擦力减小——因此冰川融化得更快。“冰川开始加速，因为它就像移除了冰川前方的塞子，”加州大学欧文分校和 NASA 喷气推进实验室的冰川学家 Eric Rignot 说。
Sutherland 和他的同事还注意到冰川表面存在差异，这表明除了融水流入海洋的地方外，其他地方的融化率也高于他们的预期。这一发现意味着，融水排放以外的因素也会影响冰川融化的方式和地点。Sutherland 说，下一步是确定这些机制。
他怀疑融化率实际上可能比他的团队报告的还要高，因为频繁的崩解使得冰川表面变化太快，以至于声纳在研究的某些部分无法获得准确的读数。
Rignot 没有参与这项新研究，但他并不完全相信研究发现的如此高的融化率。他之前所做的以高分辨率模拟冰川表面前海洋状况的工作得出的融化率要低得多。他说，他希望看到更详细地比较这些最新数据和以前模型的数据，以理清差异。
Rignot 确实认为这项研究中使用的方法可能非常有助于更好地掌握冰川融化的速度。“这个方法论非常棒。结果非常棒，”他说。“这是我们在理解海洋和冰在崩解冰川表面相互作用方面取得进展所需的数据集。”