科学家昨天报告称,格陵兰冰盖下方的基岩中存在着深邃的峡谷状山谷,这可能会促进大量冰流入海洋,这再次发出了海平面上升的警告。
美国国家航空航天局和加州大学尔湾分校的科学家对格陵兰岛地形的分析表明,本世纪及以后,格陵兰岛对海平面上升的贡献估计可能需要向上修正。此前,今年早些时候的研究表明,格陵兰岛和南极洲的部分地区可能比之前认为的更容易受到海洋温度升高的影响。
加州大学尔湾分校副项目科学家、研究报告的主要作者马修·莫利根表示:“可以肯定的是,这将对未来海平面上升的建模产生强烈影响。我们只是还不知道影响有多大。”该研究发表在《自然-地球科学》杂志上。
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许多较早的格陵兰岛模型假设其巨大的冰盖位于相对平坦的基岩上,即使科学家们并不知道冰的完整厚度。还有一种假设,即冰盖边缘的许多融化冰川最终将退回到这片平坦基岩上的更高处,切断与温暖海水的接触,并减缓冰盖的消融速度。
这些山谷的发现——在某些情况下,这些山谷向格陵兰岛内陆延伸超过 100 公里(62.1 英里)——表明,格陵兰岛一些最脆弱的出口冰川将不断退缩,并沿着深邃的峡谷不断退缩。莫利根说,大约 100 个山谷位于海平面以下很深处,并且与格陵兰岛边缘已经开始消融冰的冰川相连,例如雅各布港冰川。
这意味着,随着这些冰川的退缩,它们的前端将继续与融化冰的温暖海水接触,而不会很快到达更高处。“只要冰川的垂直面与海洋保持接触,它们就是脆弱的,”莫利根说。
模型需要重新校准
“我们曾经认为,一些冰川需要几十年才能到达更高处,而现在对于最长的槽沟来说,可能需要一千年,”他补充道。他说,之前的测绘通常没有捕捉到山谷的深度,即使人们知道它们的存在。
例如,论文指出,雅各布港冰川下方的床层“比之前的重建深数百米”。许多已发现的山谷也比之前的测量结果更深入冰盖内部。
该论文报告称,107 个海洋末端冰川的下方是峡湾,平均向内陆延伸 67 公里(41.6 英里),低于海平面,这一数字比之前的一项评估高出 300%。报告称,如果这些冰川以过去十年相似的速度退缩,那么到本世纪末,其中 30 个冰川将因这种行进距离而与温暖的海水脱离接触。
俄亥俄州立大学冰川学家伊恩·豪厄特表示:“冰盖边缘的床层……可能是地球表面探索最少的部分之一。”他没有参与这项研究。他称这篇论文是“一项重大突破”,它总结了多年的细致工作,将为科学家提供更多数据来评估格陵兰岛的变化。
他说:“这将促使人们大量重新运行模型”,以预测未来的海平面上升。
利兹大学地球观测和格陵兰岛专家安德鲁·谢泼德教授表示,新数据“可靠,将受到更广泛科学界的信任”。与豪厄特一样,他说这些发现可能对格陵兰冰盖如何演变的预测产生重大影响。
他说:“这可能会导致对预测的冰损失进行向上修正。”
豪厄特说,冰的厚度非常难以测量。他指出,在许多地方,冰层很深且潮湿,表面裂缝纵横且粗糙,使得使用雷达进行全面评估变得困难。确定“基本事项”,例如底层岩石和冰之间的界面在哪里,已经花费了几十年的时间。
有多高?一场持续的辩论
自 20 世纪 70 年代以来,人们一直在通过雷达探测冰和底层地基之间的界面来测量格陵兰岛的冰厚度。莫利根说,这些测量的问题在于它们是分散的,而且数据仅限于飞越冰盖的区域。
之前已经有一些关于冰层下深度的探测,但他表示,人们对这是一个有限的凹陷还是更广泛的峡谷的一部分知之甚少。研究人员使用了其他冰盖动力学的一系列数据,例如降雪和冰的表面速度,以创建格陵兰岛地形的更详细概述。
格陵兰岛对海平面上升的最终贡献是科学家们持续辩论的主题。政府间气候变化专门委员会去年的一份报告发现,在 1993 年至 2010 年期间,格陵兰冰盖对全球海平面上升的贡献不到 10%。海洋的热膨胀和冰川贡献最大。
豪厄特说,六七年前,一些初步预测表明,到 2100 年海平面可能会升得很高。他说,随后多位科学家的论文将最初的数字大幅拉回,并报告了接近 3 英尺的数字。他说,现在随着关于冰盖的新数据出现,趋势可能正在朝着另一个方向发展,尽管还需要进行更多研究。
上周,科学家报告称,西南极洲的冰川可能正走在不可逆转的衰退道路上,尽管它们的崩塌可能需要几个世纪(气候导报,5 月 13 日)。3 月份,另一篇论文报告称,长期以来被认为相对稳定的格陵兰岛东北部正在大量消融冰(气候导报,3 月 17 日)。
不过,谢泼德表示,对于格陵兰冰盖某些地区的额外融化量实际上会有多少流失到海洋中,仍然存在很多不确定性。
他指出,在内陆地区,格陵兰岛的表面由低密度粒雪组成,这是介于雪和固体冰之间的物质。在这些地方,融水可以渗入粒雪并再次冻结。
他说:“测量或模拟有多少额外的融水重新冻结而不是流入海洋并不容易。”
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