南极洲刚发生有记录以来最快的冰川崩塌

由科罗拉多大学博尔德分校牵头、发表在《自然·地球科学》上的新研究，解释了2023年赫克托里亚冰川在短短60天内消融约8公里冰体的原因。研究发现，关键因素在于冰川下方的平坦基岩。随着冰层变薄，这种光滑的基底使得冰川的大部分区域抬升脱离地面并漂浮起来，从而引发了罕见的突发性崩解事件。
这一发现有助于科学家找出南极其他可能面临类似快速崩塌风险的冰川。按南极冰川的标准来看，赫克托里亚冰川相对较小，面积约115平方英里，大致相当于费城的大小。然而，如果更大的冰川也如此快速退缩，将对全球海平面上升造成严重后果。
该研究的第一作者、科罗拉多大学博尔德分校环境科学合作研究所（CIRES）的博士后研究员娜奥米·奥赫瓦特表示：“2024年初，当我们飞越赫克托里亚冰川上空时，我简直不敢相信崩塌区域的广阔。我曾在卫星图像中看到过峡湾和显著的山脉特征，但亲临现场时，眼前发生的一切仍让我感到震惊。”
卫星数据揭示突发性崩塌
奥赫瓦特和她的同事们（包括CIRES的资深研究科学家泰德·斯卡博斯）最初是为另一个项目研究该区域。他们当时正在调查2002年附近冰架崩解数年后，海冰为何会从冰川上脱离。
在查看卫星和遥感数据时，奥赫瓦特注意到了一些意外情况。图像显示，赫克托里亚冰川在短时间内发生了显著退缩。这一发现促使她聚焦于一个紧迫的问题：为什么这座冰川会如此快速地崩塌？
冰原地形与接地线
许多南极冰川是潮水冰川，这意味着它们位于海底并延伸至海中，在那里释放冰山。它们下方的地形差异很大：有些冰川位于深谷或水下山脉之上，而另一些则横跨广阔的平坦平原。
赫克托里亚冰川位于科学家所说的“冰原”之上，即一片位于海平面以下的平坦基岩区域。地质证据表明，在1.5万至1.9万年前，位于类似冰原上的冰川曾以极快的速度退缩，有时每天后退数百米。这一历史发现帮助研究人员解释了在赫克托里亚冰川观察到的现象。
当潮水冰川的冰层薄到一定程度时，它会抬升脱离海床，开始在海面上漂浮。冰川从接地状态转变为漂浮状态的位置被称为“接地线”。通过分析多个卫星数据集，研究团队在赫克托里亚冰川识别出了多条接地线，这表明冰川下方存在冰原地形。
罕见崩解过程引发快速冰体流失
由于冰川位于平坦的基底上，其大部分区域几乎能同时抬升。一旦漂浮起来，冰层就会受到强大的海洋力量影响。冰川底部出现裂缝，最终与表面的裂缝相连。这种连锁反应导致了大规模崩解，在几周内就使近一半的冰川碎裂。
通过结合频繁的卫星观测，研究人员详细重建了事件的发生过程。
奥赫瓦特说：“如果我们每三个月只有一张图像，可能无法得知冰川在两天内消融了2.5公里。而结合这些不同的卫星数据，我们能够填补时间空白，确认冰川冰体流失的速度。”
冰川地震证实冰体流失
研究团队还部署了地震仪器，在冰川快速退缩期间检测到了一系列冰川地震。这些震动证实，冰川在抬升之前曾牢固地接地于基岩。这些数据不仅证实了冰原的存在，还表明冰体流失直接导致了全球海平面上升。
在南极许多其他冰川下方也发现了冰原。了解冰原如何影响冰川退缩速度，将帮助科学家更好地预测未来哪些冰川可能容易发生突发性崩塌。
斯卡博斯表示：“赫克托里亚冰川的退缩有点令人震惊——这种闪电般的退缩确实改变了人们对南极大陆上其他更大冰川可能性的认知。如果其他一些区域也出现同样的情况，可能会极大加速该大陆导致的海平面上升。”