從空中俯瞰海冰與陸地相遇的地方。由于氣候變暖，格陵蘭島的冰蓋在消退，科學(xué)家看見冰層在以一種可怕的新方式融化。
7月下旬，格陵蘭島迎來了歐洲第二波夏季熱潮，島上超過半數(shù)的冰蓋表面開始融化，這是自2012年以來的第一次。發(fā)表于9月18日《自然》雜志的一項(xiàng)研究顯示，氣候變化加劇了冰蓋大面積融化，這不僅會(huì)導(dǎo)致格陵蘭島失去幾十億噸的冰，還會(huì)讓剩余的冰變得更加密實(shí)。
“厚冰層”，橫跨幾百平方公里，厚度可達(dá)15米，覆著在格陵蘭島的冰蓋上面。冰蓋表面多孔且充滿了空氣，融化和再次凍結(jié)的頻率更快了。從2001年至2014年，這些厚冰層擴(kuò)大了約6.5萬平方公里，面積相當(dāng)于西弗吉尼亞州，仿佛一道防水屏障，阻止融水滲透到冰中。這些融水形成陸地上的徑流，最終匯入大海。
隨著厚冰層不斷擴(kuò)大，研究著者預(yù)測(cè)，格陵蘭島表面越來越多的地方將變成“徑流區(qū)”，冰蓋將導(dǎo)致全球海平面上升，甚至可能帶來意想不到的后果。
“我們看到冰蓋的狀態(tài)在迅速改變，這太可怕了，”研究首席著者、科羅拉多大學(xué)博爾德分校的冰川學(xué)家Mike MacFerrin說道。
冰的“保護(hù)殼”
在很多人的印象里，格陵蘭島是一大塊堅(jiān)固的、無法穿透的冰；但事實(shí)上，冰蓋表面約80%的地方更像是雪錐：新一層降雪覆蓋之前厚厚的雪，即所謂的粒雪，它們慢慢地被壓成冰川冰，但其中仍有大量氣孔。夏季時(shí)，雪錐頂部會(huì)融化，液態(tài)水滲入粒雪，就像被一塊30米厚的海綿吸干一樣。
2012年春，MacFerrin和同事首次發(fā)現(xiàn)粒雪似乎正在失去吸收能力。他們當(dāng)時(shí)正在格陵蘭島西南部的粒雪上鉆孔，在季節(jié)性積雪層之下的一個(gè)個(gè)雪錐中，發(fā)現(xiàn)了密實(shí)的冰層。MacFerrin說，這就像粒雪長(zhǎng)出了一層“烏龜殼”。
MacFerrin和同事很快開始思考，這層外殼是否會(huì)阻止融水滲入粒雪。
“當(dāng)時(shí)是2012年5月，”MacFerrin說道：“那年7月的融冰打破了歷史記錄，我們很快就得到了答案?！?/p>
2012年是有記錄以來第一次，格陵蘭島這一地區(qū)的融冰明顯在以徑流的方式流失。
研究人員意識(shí)到這是很重要的事情，于是開始在更大的區(qū)域內(nèi)，鉆探更多的雪錐，看看冰殼的范圍。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，冰殼的橫斷面長(zhǎng)達(dá)40公里，對(duì)當(dāng)?shù)厮漠a(chǎn)生了廣泛的影響。
這些發(fā)現(xiàn)發(fā)表于2016年的《自然氣候變化》，促成了這次的新研究。MacFerrin和同事利用NASA“冰橋空中計(jì)劃”的雷達(dá)數(shù)據(jù)和地面勘測(cè)數(shù)據(jù)，繪制了首張整個(gè)格陵蘭島表面的厚冰層地圖。
根據(jù)模擬結(jié)果，研究人員認(rèn)為冰殼形成于21世紀(jì)初，并蔓延開來。新分析顯示，截至2014年，厚冰層覆蓋了格陵蘭島表面約4%的地方。每年夏天，隨著大面積融化，厚冰層變得越來越厚，并向更冷、更高的地方延伸。
“每過幾年，大量夏季融冰就會(huì)對(duì)粒雪造成一定影響，” MacFerrin說：“導(dǎo)致整個(gè)過程很快發(fā)展至內(nèi)陸?！?/p>
這是雪芯的一部分，其本質(zhì)是一小塊厚冰，最終會(huì)長(zhǎng)成一米厚的冰層。
海平面上升與意想不到的后果
根據(jù)新研究的數(shù)據(jù)，格陵蘭島的徑流區(qū)已經(jīng)因?yàn)楹癖鶎訑U(kuò)大了26%。到目前為止，增加的徑流僅讓全球海平面上升了約1毫米。格陵蘭島冰蓋表面和底部的冰山從冰川上斷裂并融化，由此帶來每年海平面上升幅度不到1毫米。
但如果格陵蘭島的“保護(hù)殼”變硬，那么徑流可能會(huì)急劇增加。最壞的情況下，至本世紀(jì)末，碳排放持續(xù)增加，研究人員預(yù)計(jì)到2100年，厚冰層擴(kuò)張將造成海平面上升7.6厘米，全球海平面上升幅度三分之一都與冰蓋有關(guān)。如果情況略好一些，即碳排放在本世紀(jì)中葉達(dá)到峰值，排放量依舊居高不下，那么到本世紀(jì)末，格陵蘭島內(nèi)陸的徑流總量將增加約一倍。
但徑流增加只是格陵蘭島冰層變化帶來的后果之一。布法羅大學(xué)的冰川學(xué)家Kristin Poinar沒有參與此次研究，她指出固態(tài)厚冰層的反射能力遠(yuǎn)不如明亮的白雪。
“因此，如果這些厚冰層在冰蓋表面附近形成，有可能……導(dǎo)致冰蓋吸收更多的太陽輻射而變暖。這會(huì)產(chǎn)生更多的厚冰層?！?/p>
哥倫比亞大學(xué)的冰川學(xué)家Indrani Das沒有參與此次研究，她表示，冰層上的徑流不一定會(huì)流入海洋。她擔(dān)心徑流會(huì)滲透到冰蓋海拔較低處的大裂縫中，一直流到基巖，在冰與基巖接觸的地方，起到潤(rùn)滑作用。
“這會(huì)導(dǎo)致冰蓋流動(dòng)更快，”Das說道，冰川物質(zhì)會(huì)因此更快地進(jìn)入海洋，就像冰激凌從蛋糕上滑落下來一樣。
Poinar認(rèn)為，這項(xiàng)研究最重要的地方在于，科學(xué)家可以據(jù)此改進(jìn)對(duì)未來海平面上升的預(yù)測(cè)，為沿海社區(qū)提供所需信息。與此同時(shí)，研究讓我們更清楚地認(rèn)識(shí)到了現(xiàn)實(shí)情況：我們向大氣排放的碳越多，就越有可能以意想不到的惡劣方式，改變北半球的冰蓋，最終導(dǎo)致難以預(yù)料的后果。
“我們從來沒見到這樣的冰蓋，”Poinar說：“這在人類科學(xué)研究上史無前例?！?/p>
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