
在格陵兰冰原的边缘,冰川不断融化,水通过一个复杂的湖泊和溪流系统奔流到各处,这些湖泊和溪流分支出来,就像超冷的、明亮的绿松石水的滑射。其中一些水最终通过渠道和裂缝直接流入周围的陆地和海洋。其中一些会轰鸣般地进入冰上的天坑状结构,这种结构叫做冰臼。这些洞每天24小时轰鸣,从地表吞噬水并将其输送到冰底部的基岩中。图片由劳伦斯·c·史密斯博士提供。
根据2016年探险队的数据,由美国国家航空航天局正在更多地揭示格陵兰冰原下的复杂过程,这些过程控制着冰川向海洋滑动的速度,并导致海平面上升。
在冰盖的表面上,称为Moulins的无底的下沉孔可以将熔融水漏斗进入冰的底部。随着那种水到达冰盖的下层床,它可以使冰块略微脱离并更快地流动。
冰川幻灯片最终可能会导致冰盖融化比预期的速度较快,也增加了大海的冰量。由于巨大的表面积大致墨西哥大小,格陵兰州的熔化冰是全球海平面上涨的最大贡献者。
在2021年4月5日发表的一项新研究中《地球物理研究快报作者得出的结论是,影响格陵兰西南部冰川滑动速度的一个重要因素是,融水与基岩相遇处,冰底部空洞内的水压变化有多快。
“即使蛀牙很小,只要压力速度非常快,它们就会更快地使冰幻灯片更快,”环境研究教授,环境和行星科学教授劳伦斯C. Smith博士说布朗大学在普罗维登斯,罗德岛。
这是第一次直接从现场研究观察,表明格陵兰冰盖下的水量变化如何驱动冰川的流速。
这些调查结果与冰川下冰川的冰滑速度和水相矛盾,该冰川被称为稳态基底滑动法,这有助于科学家预测冰盖的速度是如何滑动的,基于冰层的总体积。
五年前,美国国家航空航天局资助的一项实地研究重返格陵兰岛冰原的融化地带,再次扎营。五年后,一项新的研究为这项创新项目的丰富发现增添了新的内容。我们回顾一下这一大胆的尝试,其中有直升飞机、漂浮的漂流者跳入冰洞,还有通宵夜班的人在无尽的日光下操作音速冲浪板。加州大学洛杉矶分校(UCLA)的科学家拉里·史密斯(Larry Smith)现在就职于布朗大学(Brown University),他带我们回到冰上的挑战,以及来之不易的数据带来的重要发现。资料来源:美国宇航局戈达德太空飞行中心/科学可视化工作室;UCLA提供的额外现场录像
劳伦安德鲁斯(Lauren Andrews)博士是美国宇航局(NASA)戈达德太空飞行中心(Goddard Space Flight Center)的冰冰学家,位于马里兰州格林贝尔特(Greenbelt)。她喜欢解释由于打滑,轮胎在潮湿的路面上滑行得非常快,地表融水、基冰和基岩之间的相互作用。
“如果你对沉淀系统的水快速扰动,你压倒了系统,所以你基本上在界面上创造了一层水,不再包含在通道或空腔中,”安德鲁斯说。
她解释说,这不是推动冰速度的水中的实际体积,但它在基岩冰界面建立的速度。对于水缓慢增加,底纤维系统有时间进化以适应相同量的水。
直到最近,直接从地面缺乏数据,使科学家们难以探讨更快地加快格陵兰冰川的互动。防止科学家从完全理解冰滑动动态的最棘手的方面是需要将熔融流量的测量与表面的冰的运动观察到冰川。
该研究团队在康塞尔冰川营地营地,靠近Kangerlussuaq,格陵兰岛,并研究了一个名叫的冰川河,以纪念已故的NASS研究员Alberto Behar。经过comparing GPS measurements of the motion of ice at the surface with the amount of meltwater discharging into a vertical shaft in the glacier, known as a moulin, as well as meltwater exiting the glacier’s edge, the team identified changes in water stored under the ice that corresponded with small accelerations in the ice at the surface. Past research on small alpine glaciers guided the design of the study.
“熔点之间的熔化和离开冰盖的熔融之间没有直接的一对一关系,因为水经历了善良,就知道下面是下面的,”史密斯说。
等卫星的新发现将宝贵的即将到来的这个卫星任务之间的联合观测任务NASA和印度空间研究组织(ISRO),它将以一种空前的分辨率测量冰表面速度的变化对整个格陵兰岛和南极冰盖,托尔斯滕•马库斯说,美国宇航局冰冻圈科学项目经理。预计将于2022年之前发射,NISAR还可以在更大的尺度上进一步研究冰层表面速度。
最终,将卫星观测和地面数据结合起来可以帮助科学家调整他们的模型,以更准确地表示冰原底部的水文。
将新数据整合到模型中是一个渐进的过程,但史密斯希望,新的发现可以改善气候模型在面对气候变化的情况下,如何预测格陵兰岛冰层未来海平面上升的速度。
“我们必须预测未来的唯一工具是模型,”史密斯说。“我们有遥感,我们有现场运动,所以如果我们可以使用两者来提高我们的建模能力,我们将更好地适应海平面上升和气候变化。”
参考:L.C.Smith,L. C. Andrews,L. H播放器,B. T. OrneTeper,B. T. Orightreet,B. T. OrneTreet,B.T.Sirdreet,B. T. OrneTreet,B. T. OrneTeper,Å。K. Rennermalm,M. G. Cooper,S.W.Cooley,J.C.Ryan,C.Miège,C.Kershner和C. E. Simpson,4月5日,4月5日,4月5日,《地球物理研究快报。
gl091418 DOI: 10.1029/2020
在过去的二十年里,NASA支持了许多项目来解释卫星观测结果,并利用当地的实地数据来研究格陵兰冰盖,这次的实地考察是其中之一。
“......称为Moulins的无底污孔可以将熔融水漏斗进入冰的底部。”
对于政治家来说,如果某物终止于冰的底部,那它就不可能是真正的“无底”!对于一篇《科学》杂志的文章来说,这是一个相当粗心的描述。这更像是我所期望的一个狂欢节上的叫卖者,试图说服乡巴佬掏腰包去看用不明确的最高级描述的东西。
我试图找到证据证明冰臼的测量深度。然而,我想到的最好的说法是没有引用的几百米到1/2英里(~800米)。可以想象,如果水的温度足以融化下面的冰,那么可能达到这样的深度。然而,在深度超过50米的地方,冰的传播和寿命受到了限制,因为冰转变为塑性流动,并倾向于密封横向张力裂缝。
因此,虽然我承认在合适的条件下,地表融水可能会在较薄的边缘到达基岩,但我不认为有足够的证据证明这是普遍情况。
此外,当我在军队里的时候,我监督了图图营(位于图勒空军基地和世纪营之间)的冰洞关闭情况。令人不安的是,有大量的水在隧道上方流动(我们能听到!),但隧道本身是干燥的。隧道并没有建在基岩上,所以有可能水在不同的高度流动。尽管如此,隧道是在冰盖的尽头,只有几百英尺厚。
https://en.wikipedia.org/wiki/Moulin_(地貌)