远古河床揭示冰川消融的线索

曾经覆盖加拿大的冰盖融水留下了线索,可以帮助科学家预测格陵兰冰川消融的未来

一项新的研究表明,融化的冰盖留下了一个令人惊叹的地貌,为格陵兰岛不断缩小的冰川的未来提供了线索。

这个令人难以置信的地形位于加拿大北部,那里布满了数千个蛇形丘,这些蛇形丘是冰下流动的溪流和河流的蜿蜒的砾石遗迹。加拿大曾经被数英里的冰层覆盖,类似于今天的格陵兰岛。被称为劳伦泰德冰盖,这个巨大的冰盖在15,000年前覆盖了整个加拿大和美国北部的一部分。当劳伦泰德冰盖开始融化时,退缩的冰层留下了它消亡的记录,例如仍然在北极冻原上可见的蛇形丘。科学家认为,破译这个记录可以更好地预测格陵兰岛不断变化的冰盖的未来。

“目前关于格陵兰岛正在发生的事情存在一些争议,”主要研究作者、英国杜伦大学的地貌学家罗伯特·斯托拉说。争论的焦点在于每年夏天出现在格陵兰冰面上的宝石蓝融水会发生什么。在水找到到达冰盖底部的方式之后,水如何在冰下流动——像河流和小溪一样的通道,还是以不同的方式,也许像一层薄薄的薄片,润滑着冰?更重要的是,随着地球气候变暖,更多的融水会加速格陵兰冰川的融化,最终导致海平面上升吗? [图集:格陵兰岛融化的冰川]


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“目前,政府间气候变化专门委员会(IPCC)的模型根本没有考虑到水的样子,”斯托拉说。

少数研究直接通过钻穿格陵兰冰盖或对其底部进行成像来探测这个问题。但斯托拉决定研究加拿大的蛇形丘揭示的劳伦泰德冰盖的底部信息。

“我们的想法是重建冰川消融过程,”斯托拉说。

一年的蛇形丘

斯托拉说,蛇形丘本质上是充满沙子、砾石和岩石的化石河流或河床。冰川下流动的水向上融化到冰层中,因此随着时间的推移,沉积物堆积成山脊。(冰墙提供支撑。)当冰融化时,它会留下一个蛇形丘,在整个景观中追踪出一条倒置的路线。

加拿大,斯托拉测量了长达470英里(760公里),高100至165英尺(30至50米)的蛇形丘。他统计了在基瓦廷(哈德逊湾以西)和拉布拉多(哈德逊湾以东)的20,186个蛇形丘,那里是劳伦泰德冰盖的两个部分在大约13,000年前开始缩小的区域。一个冰分水岭——两个反向流动的冰盖之间的边界——分隔了这两个部分。

斯托拉说,随着北半球气候变暖和冰盖退缩,基瓦廷的蛇形丘数量急剧增加。(北半球气候大约在12,500年前开始变暖,冰盖在大约7,000年前消失。)拉布拉多部分显示出类似的模式,滞后了几千年。当拉布拉多部分从漂浮在圣劳伦斯湾转变为搁置在陆地上时,它的退缩停顿了。

过去预测未来

通过将蛇形丘的模式与冰盖退缩的时间相匹配,斯托拉和他的同事认为他们已经找到了证据,表明当冰盖因气候变暖而收缩时,冰盖下的融水会组织成通道。这项研究结果于1月10日发表在《地质学》杂志上。

“随着气候变暖,这推动了冰盖的表面融化,融水进入了更多冰下的排水通道,”斯托拉说。“这种排水系统的演变表明,融水组织成排水通道;它不会加速流动,”斯托拉告诉生命科学的“我们惊人的星球”。

融水河流从格陵兰冰盖边缘下的冰川下奔涌而出,新的研究表明,河流和小溪也可能在巨大冰盖神秘的中间部分流动,无论是现在还是将来。

“就[格陵兰]冰盖的未来而言,我们的研究结果表明,如果融水没有润滑它,冰川的加速可能不会像它可能的那样剧烈,”斯托拉说。

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