新研究:探索格陵兰岛冰下奥秘

在格陵兰岛厚厚的冰层下面,冰、水与岩石交汇,探究这里的一切是预测全球变暖对当地冰川影响的关键所在。

人们对格陵兰岛中心地带知之甚少,这里冰层极厚,让下面的岩石石床不易接近。一项新研究发现,当浮冰在地面上移动时,融化的冰水通过岩石与覆盖其上的冰所形成的通道流动。这项结合了计算机模型运算和实地观察的研究结果发表在了本月15日出版的《科学》杂志上。

研究主要作者、美国蒙大拿大学研究生托比?梅尔巴彻托(Toby Meierbachtol)说,在格陵兰岛冰原的边缘和中心地带,融化的冰水的流动模式各不相同。

靠近海岸的冰原边缘地带通常是陡峭的峡谷,在这里,冰层底部奔流的河水和小溪润滑了冰川,加速其向大海的移动。水从高处流下摩擦产生的热量让冰层底部融化,形成了许多通道和孔洞。不过这些空隙会再次冰封,融水必须在冰层的重压下夺得一席之地。

梅尔巴彻托说,这是一场发生在冰水之间的、关于开启与封闭的永无休止的战争。

离开海岸,格陵兰岛的冰层基本上都是平原。研究者认为,离开了水从高处往下流摩擦所产生热量,融水很难冲出较大的通道。相反的,这些融水会在冰层移动时所产生的凹陷和空隙处聚集起来。

梅尔巴彻托说:“格陵兰岛的地理条件决定了产生热量的能量不多,所以越离开岛的边缘地带,热量也就越小,融水现象的影响也随之减弱。我们还发现了其它一些非常重要的进程,例如冰自身的移动,这可以打开岩石石床背面的空间。”

梅尔巴彻托和他的同事们在格陵兰岛上钻了23个通往冰原底部的洞。这些洞位于离冰原边缘34公里远的地方,这里的冰层厚度达825米。通过测量水压他们就可以测算出冰层下水流的强度。

研究者说,无论在格陵兰岛冰原的中央还是边缘,冰原底部的融水都是冰川移动速度的决定性因素。

近几年来,夏季冰雪融水的量一直在上升。夏季的热量融化了冰层,形成了水池相连的系统。冰融化的面积和持续时间都在增长,2012年 97%的表层冰都融化成了水,创下了新的记录。但不是所有表层冰融水都能到达冰层的底部,有些会流入多年来层层累积的雪中。

研究者们认为,研究冰原底部融水的活动是预测全球变暖对格陵兰岛影响的关键。

阿拉斯加州费尔班克斯大学冰河学家马丁?塔富尔(Martin Truffer)也参与了这项研究,他说:“我们需要知道冰原底部活动的机制,因为这是冰活动的重要组成部分,决定了它向海拔较低处移动的速度会有多快。到了低海拔地段,冰将会融化。”

他在给LiveScience的一封邮件中写道:“研究发现,在阿尔卑斯冰川上显示的一些季节性变化在格陵兰岛冰原的边缘处也存在。但在这里,边缘地带和中心地带冰川下水的流动方式却不同。中央地区的冰原平缓,水流下的坡度更低。格陵兰岛非常有趣,因为近年来这里的冰融水量一直在上升。如果地球持续变暖,我们预计冰川底部融水接触到的地区将会向内陆扩展。”