南极洲冰架上城市大小的洞提供了进入冰冻大陆地下世界的诱人“窗口”

熊明青

2001年南极洲松树岛冰川上的三个冰穴。（图片来源:美国国家航空航天局地球观测站）

（）据生活科学（布拉德利·范·帕里登）：一项新的研究发现，南极洲冰架上出现的巨大的城市大小的洞可能与从冰冻大陆上脱落的巨大冰山的形成有关。

科罗拉多矿业学院地球物理系博士生、论文第一作者埃琳娜·萨维奇告诉《生活科学》杂志，这些“进入陆架下环境的窗口”可以提供关于冰层如何在地表深处融化的线索。

巨大的冰盖覆盖着南极洲的陆地并流向海岸，而冰架位于南极洲周围的水面之上。萨维治说，导致冰流失的最大因素是冰解和底层冰融化。随着冰架的收缩和变薄，它从冰盖上推回水流的能力减弱，从而加快了冰减少的速度。

为了更好地了解导致冰解、融化和冰流失的无数因素，萨维奇和同事转向天空收集“冰穴”的数据——冰架上出现的大片开阔海洋。尽管冰穴与冰盖的融化和断裂有关，但没有关于冰穴何时何地出现的长期数据。

在2023年11月21日发表在《地球物理研究快报》上的一项研究中，研究人员研究了松岛冰川上的冰间湖，根据萨维奇的说法，“这是南极洲最脆弱的冰川之一。”

该团队使用卫星数据创建了一个沿派恩岛冰川边缘冰间湖变化的22年数据集。在这里，许多冰穴是由温暖的海水从下面融化冰形成的。这种融化产生了温暖、富含淡水的羽状物，这些羽状物位于咸海水的顶部，并可能被推向表面，偶尔会突破形成冰穴。

因为很难钻到冰下看看发生了什么，这些冰穴是对冰下发生的事情的有益一瞥。“它们可以作为正在发生多少融化的指标，”萨维奇说。

他们把重点放在冰川边缘的冰穴上，因为这里是冰川和海洋动力交汇的地方。“这些东西共同进化，特别是因为海洋热量是这里变化的驱动力，”萨维奇说。

在22年的数据中，他们发现冰穴的数量和大小存在巨大差异，覆盖的总面积从零到124平方英里（322平方公里）不等。最大的单个冰间湖记录于2007年，覆盖面积达103平方英里（269平方公里）。它在一座275平方英里（714平方公里）的冰山爆发前68天达到顶峰。

萨维奇说，冰间湖的形成和冰解很可能是相互联系的过程，但确切的机制尚不清楚。

研究人员还发现，多年来冰间湖出现在相同的位置，但它们的大小有所不同。冰川前沿附近的持续和局部无冰区可能会影响其结构完整性，并影响冰架在来自陆地的持续冰流的压力下如何破裂。

根据萨维奇的说法，冰川前部无冰区的大小和持续时间不均匀，“可能会增强有助于冰解的结构弱点。”与冰穴较小的地区相比，前端一端的大型持久冰穴对陆地冰流的阻力较小，这可能会导致冰盖以不均匀的速度向前移动时出现裂缝。