南極冰川的不穩定過去揭示了未來融化的危險

南極冰川的不穩定過去揭示了未來融化的危險

南極地區最偏遠地區之一的新地圖顯示,地球最大的冰蓋深處的地區特別容易快速融化。

我們的研究, 今天在“自然”上發表,重點關注東南極洲的Totten Glacier,這是世界上最大的冰川集水區的出口。 結果表明,如果全球氣溫上升引發冰川迅速退縮 - 正如其歷史上所發生的那樣 - 僅此一個區域就可以在隨後的幾個世紀中實現超過一米的海平面上升。

Totten Glacier地區是了解南極冰蓋長期脆弱性的關鍵區域,但到目前為止,對該地區冰川歷史的了解非常有限。

我們的研究表明,雖然沿著海岸線的地區在幾千年的時間尺度上相當穩定,但隨著氣候變暖,內陸地區有可能顯著迅速地撤退。

具體來說,我們確定了兩個穩定區域,其中冰蓋不易於快速坍塌,兩個不穩定區域就在那裡。 我們還發現,這些狀態之間的過渡在冰蓋的生命週期中反復發生。

穩定而不穩定

作為國際的一部分 ICECAP 項目,我和我的同事使用冰穿透雷達,以及磁力和重力數據來繪製冰川下方的岩石。

通過繪製冰蓋及其底座的形狀以及下方岩石和沈積物的厚度,我們能夠研究冰蓋以前的進展和退縮留下的侵蝕特徵模式 - 從而揭示冰表格的過去行為。


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觀測到的模式表明,冰蓋的大部分歷史都是在兩種配置中的一種:邊緣已經接近目前的南極海岸(在150公里內); 或者它位於內陸的一些350-550公里處。 在這些狀態中的任何一個狀態下,冰都將相對穩定,這個冰川在冰川循環過程中提供小於1米的海平面波動。

但侵蝕的模式也表明,熔化週期性地迫使冰蓋脫離這些穩定狀態中的任何一個,導致冰蓋坍塌並遠離內陸。 這些事件通常可能在幾個世紀的過程中通過1.3-1.4米驅動全球海平面。

主要圖像:南極冰蓋表面及其基部的現今配置。 冰蓋表面根據表面速度著色,冰川呈紅色。 藍綠色調表示冰蓋底座(或海底)低於海平面的位置,黃褐色調表示冰蓋底座高於海平面的位置。 插圖顯示了由氣候帶來的冰蓋和海岸撤退後的重建,這些氣候比今天更溫暖。 所有圖像都是垂直誇大的。 ICECAP Collaboration,作者提供主要圖像:南極冰蓋表面及其基部的現今配置。 冰蓋表面根據表面速度著色,冰川呈紅色。 藍綠色調表示冰蓋底座(或海底)低於海平面的位置,黃褐色調表示冰蓋底座高於海平面的位置。 插圖顯示了由氣候帶來的冰蓋和海岸撤退後的重建,這些氣候比今天更溫暖。 所有圖像都是垂直誇大的。 ICECAP Collaboration,作者提供今天發生了什麼?

以前的衛星數據研究表明,托特冰川地區的沿海部分及其浮冰架正在迅速融化。 去年,ICECAP團隊發現有 目前溫暖的水在冰川的浮動部分下面循環 這導致了比預期更多的融化。

我們的研究結果表明,由於浮冰架坍塌導致沿海冰層迅速流失,由於存在“穩定區”,該區域可能比南極洲其他地區對溫度升高的反應更慢。

但隨著氣溫的持續升高,這條冰川可能會退回到不穩定的區域,並對海平面作出快速和相應的更大貢獻。

我們的冰蓋建模表明,儘管Totten地區不是南極洲第一個應對氣候變暖的地區,但隨著氣候變暖持續數百至數千年,它可能會逐漸變得更加不穩定。 最終,就南極洲對海平面上升的總體貢獻而言,該地區可能成為“楔形的肥胖”,佔南極洲對海平面上升的總貢獻的近15%。 這可能發生在其他地區已經變得無冰,或者在快速失冰之後正在穩定。

Totten Glacier撤退對南極對海平面上升的整體貢獻的影響。 托特冰川地區不穩定的退縮事件導致整個南極趨勢的顯著向上偏差。 來源,作者提供Totten Glacier撤退對南極對海平面上升的整體貢獻的影響。 托特冰川地區不穩定的退縮事件導致整個南極趨勢的顯著向上偏差。 來源,作者提供我們的研究結果表明,托特地區對氣候變暖的全球海平面上升具有嚴重影響,特別是一旦變暖達到可能使冰川偏離其穩定狀態的臨界閾值。 鑑於冰蓋融化所涉及的時間長,很難在可能達到此臨界點時自信地說出來。

今天二氧化碳含量的增加將使我們承受持續數千年的溫度升高。 根據政府間氣候變化專門委員會設想的較高排放情景,沿著與下個世紀預測的條件相似的條件,可以跨越沿海穩定區的上限。

關於作者

艾特蘭阿蘭談話Alan Aitken,西澳大利亞大學地球與環境學院助理教授。 他是使用綜合地球科學方法的主要研究人員,以增加我們對控制大陸建築的構造過程的理解,以及它們對自然資源和地質災害的重要性。

這篇文章最初發表於 談話。 閱讀 原創文章.

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