当南极洲的气温上升，冰川融化时，水会聚集在漂浮的冰架表面，使它们下沉，导致冰弯曲。现在，研究人员首次在该领域证明，冰架不仅在融水湖的重压下弯曲，而且还会断裂。
随着气候变暖和南极洲融化速度的加快，这种破裂可能会导致脆弱的冰架崩溃，使内陆冰川冰溢出到海洋中，并导致海平面上升。
冰架对南极冰盖的整体健康很重要，因为它们支撑或阻挡了陆地上的冰川冰。科学家们已经预测并建立了模型，地表融水的负荷可能导致冰架断裂，但直到现在还没有人在实地观察到这一过程。
发表在《冰川学杂志》上的这项新研究可能有助于解释拉森B冰架是如何在2002年突然崩塌的。在冰架灾难性解体前的几个月里，数千个融水湖散落在冰架表面，然后在几周内就排干了。
为了研究地表融水对冰架稳定性的影响，由科罗拉多大学博尔德分校领导的一个研究小组，包括剑桥大学的研究人员，于2019年11月前往南极半岛的乔治六世冰架。
首先，研究小组在冰面上发现了一个凹陷或“多线”，这是由之前的湖泊排水事件形成的，他们认为融水可能会再次聚集在冰面上。然后，他们冒险乘坐雪地车，把所有的科学设备和安全装备放在雪橇上。
在冰面周围，研究小组安装了高精度的GPS站来测量冰面高度的微小变化，安装了水压传感器来测量湖泊深度，还安装了延时摄像系统，每隔30分钟拍摄一次冰面和融水湖的图像。
2020年，COVID-19大流行使他们的实地工作戛然而止。当团队最终在2021年11月回到他们的现场时，只剩下两个GPS传感器和一个延时相机;另外两个GPS和所有水压传感器都被淹没并埋在固态冰中。
幸运的是，幸存的仪器捕捉到了冰表面的垂直和水平运动，以及在创纪录的2019/2020年融化季节形成和排水的融水湖的图像。
GPS数据显示，由于融水增加的重量，湖盆中心的冰向下弯曲了大约一英尺。这一发现建立在先前的工作基础上，该工作首次直接实地测量了由融水淤积和排水引起的冰架弯曲。
研究小组还发现，融水湖盆地边缘和中心之间的水平距离增加了一英尺多。这很可能是由于时间推移图像捕捉到的融水湖周围圆形裂缝的形成和/或扩大。他们的研究结果提供了第一个基于现场的证据，证明冰架破裂是由于地表融水湖对冰的压力造成的。
“这是一个令人兴奋的发现，”来自科罗拉多大学博尔德分校环境科学合作研究所(CIRES)的主要作者艾莉森·班韦尔说。“我们认为，这些类型的圆形裂缝是连锁反应式湖泊排水过程的关键，这有助于打破拉森B冰架。”
剑桥大学斯科特极地研究所的合著者丽贝卡·戴尔博士说:“虽然这些测量是在一个小区域内进行的，但它们表明，由于地表水的影响，浮冰的弯曲和破裂可能比以前想象的要广泛。”
“随着预测的变暖导致融化增加，冰架可能比现在更容易破裂和坍塌。”
“这对海平面有影响，因为内陆冰的支撑减少或消失，使冰川和冰流更快地流入海洋，”同样来自SPRI的合著者伊恩·威利斯教授说。
这项研究支持了模型的结果，即数千个融水湖的巨大重量和随后的排水导致拉森B冰架弯曲和断裂，导致其崩塌。
班威尔说:“这些观察结果很重要，因为它们可以用来改进模型，以更好地预测未来哪些南极冰架更脆弱，最容易崩溃。”
更多资料:Alison F. Banwell等，在乔治六世冰架上观察到的融水引起的弯曲和断裂，南极洲，冰川学报(2024)。DOI: 10.1017 / jog.2024.31
剑桥大学提供
引文:冰架在融水湖的重压下断裂，研究显示(2024,5月3日)，摘自2024年5月3日的https://phys.org/news/2024-05-ice-shelves-fracture-weight-meltwater.html
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