南极洲的冰川正在从底部向上融化，因为温暖的海水渗入冰层下方。
这现在是整个大陆冰量损失的主要驱动因素。但尽管研究人员知道这种情况正在发生，他们仍在试图弄清楚是什么首先将温暖的海水推向冰盖。
现在，来自澳大利亚塔斯马尼亚州和日本机构的一个研究团队可能为这个谜题添加了又一块拼图。
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周三发表在《科学进展》上的一篇论文表明，来自南极冰川的融水可以改变海洋，使其更容易让温暖的海水到达冰层。这会引发更多的融化——这个过程以一种反馈循环的方式持续下去。
对于南极冰盖来说，这是一个大问题，南极冰盖对全球海平面上升日益增长的贡献是科学界关注的关键问题。如果融化导致更多的融化，形成失控的循环，那么剩下的问题是如何——或者是否——有可能阻止它。
利用观测和模型模拟，由塔斯马尼亚大学的亚历山德罗·西尔瓦诺领导的研究人员发现，反馈过程至少发生在两个地点，一个在东南极洲，一个在西南极洲。如果未来的气候变化有助于加速冰盖上的融化，那么它最终可能会发生在更多地方。
“这篇论文有点像在说融水正在获胜，”波茨坦气候影响研究所的气候科学家安德斯·莱弗曼说。
实际发挥作用的过程围绕着南极海岸附近的海水混合。融化冰川的温暖海水通常来自自然产生的暖洋流。这些水起源于世界其他地区，最终流向南极。这种温暖的海水非常稠密且含盐量高，并且倾向于沉入南大洋较冷的水域之下，在海底附近形成一个温暖的层。
在南极海岸附近的许多区域，某些物理过程有助于将温暖和寒冷的水层混合在一起。这种混合在很大程度上与海岸线附近开阔海域中海冰的形成有关——当水结冰时，它会排出盐分，导致地表下方的冷水变得更咸更稠密。然后它会下沉并与深处的温暖、咸水混合，从而使其冷却。当这种情况发生时，温暖的海水对附近冰川的融化影响就会减小。
但新的研究表明，在一些冰川产生异常大量融水的地区，这种混合过程并没有发生。这是因为来自冰川的淡水涌入使地表水变得不那么咸，密度也降低，使它们被困在下方温暖咸水层之上的一个层中——这个过程被称为“分层”。因此，温暖的海水能够渗入附近的冰川下方，在那里它会引起更多的融化，更多的淡水流入海洋，循环往复。
南极洲温暖和寒冷海水的混合“是一个非常强大的过程，”莱弗曼说，他没有参与这项新研究。“融化的冰架，甚至融化的冰盖，可以抵抗这种混合——可以达到相同的数量级，从而构成反馈——这真是一个有趣的想法。”
科学家们专注于东南极洲萨布丽娜海岸和西南极洲阿蒙森海沿岸的特定地点。在这些地点，之前的研究已经表明，通常的混合没有发生。科学家们想知道为什么。
在东南极洲，直接从海洋中获取的观测数据表明，来自莫斯科大学冰架的冰川融水正在使附近的水域变淡。然后模型模拟证实，这种淡化正在阻止水域混合，并允许温暖的海水流向大陆架。模拟表明，这个过程可能正在促成科学家在附近的托滕冰川观察到的高融化率，托滕冰川有时被称为南极洲的“沉睡巨人”，因为它蕴藏着大量的冰。
他们在西南极洲的阿蒙森海也发现了类似的情况。来自快速融化的冰架（包括脆弱的斯韦茨冰川）的淡水正在使附近的海洋变淡，并阻止水域混合。结果，温暖的海水正在流向其他附近的冰构造，包括多特森和盖茨冰架，并导致那里的自下而上的融化增加。
研究人员指出，南极洲的许多其他冰川也在产生融水——只是还没有达到足以推翻这些地区混合过程的量。但如果未来的融化速度加快，这种情况可能会改变。
本周论文中描述的反馈循环的最大问题之一是，是什么启动了整个过程。研究表明，高融化率阻止了水域混合，这导致更多的融化，然后导致更多的分层。但是，是什么导致了最初的高融化率，从而首先导致水域分层？
主要研究作者西尔瓦诺说，科学家们仍在试图弄清楚这一点。
他在一封电子邮件中说：“主要原因是，我们只有过去 25 年在显示强烈融化区域的直接海洋测量数据。”因此，科学家们必须依靠模型来找出在那之前发生了什么。
西尔瓦诺说，自然气候变化可能与最初的融化有关。例如，最近的研究表明，1940 年代强烈的厄尔尼诺现象有助于启动阿蒙森海沿岸冰川的高融化率。但越来越多的科学家认为，人类活动也在其中发挥作用。
美国宇航局喷气推进实验室的地球物理学家费尔南多·保罗说，过去，南极洲臭名昭著的“臭氧空洞”被认为影响了一些南极风模式，这可能有助于将温暖的海水推向冰盖。
一些研究表明，例如，热带地区的快速变暖正在改变主要的大气环流系统，并影响南极洲周围的风模式。一些研究人员认为，这些风模式的变化可能正在将更多的温暖海水推向冰缘（Climatewire，4月10日）。
保罗指出，与气候变化的直接联系仍然存在不确定性。随着科学家们继续改进他们的气候模型，特别是他们的海洋模型，确切的过程将变得更加清晰。
但波茨坦气候科学家莱弗曼补充说，“奇怪的是，这种情况发生在经历了 1 万年的稳定之后，而我们正在加速地球的温度升高。”
他说：“试图否定它与全球变暖有任何关系的想法也非常困难。”
经 E&E 新闻许可，转载自 Climatewire。《E&E》在www.eenews.net上每日提供重要的能源和环境新闻报道。