分析地表融化造成的灾难性南极冰架坍塌风险

时间:2019-11-03 13:52 来源:seo 作者:杏鑫 点击量:

  

分析地表融化造成的灾难性南极冰架坍塌风险

 

  南极冰架Larsen B在热浪异常后于2002年突然破裂。架子可能形成于一万年前,但在两到三周的时间内就破裂了。消失后,其背后的冰川加速了其向海洋的流动,使海平面上升的速度超过了原本应有的速度。图片来源:NASA地球观测站

  池塘对冰架造成的破坏有速度限制,但这并不意味着它们并不危险。

  古老的南极冰的危险预示着海洋将迅速崛起的未来,但是 一项新的研究 可能会缓解一个令人担忧的担忧:融化水的池塘将其下方的冰压裂,可能导致长期的连锁反应,意外地使浮冰架坍塌。尽管汇集的融水确实使冰破裂,但随后的连锁反应似乎是短程的。

  尽管如此,由于异常温暖的天气导致表面融化的大量增加仍可能引发灾难性的冰架坍塌,就像2002年破碎的标志性架子“ Larsen B”一样。现在,由佐治亚理工学院的研究人员领导的一项研究已经建立了模型断裂链反应以及重复一次罕见的史诗般的坍塌需要多少水。

  

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  在其突然崩溃之前,无数融水池塘在南极冰架Larsen B上iddle绕。在2002年的卫星图像中,它们被视为海蓝宝石斑点的矩阵。科学家认为,池塘使一千米厚的冰架水力破裂,导致其迅速遭到破坏。

  Larsen B崩解之前,是一个非典型的热浪,它在融化水池塘中iddle绕,使研究人员将注意力集中在池塘破裂上,也称为水力压裂。他们发现对冰架进行水力破碎的融化池塘可以促使邻近的池塘做同样的事情。这项新研究解决了人们越来越担心的广泛连锁反应。

  融水过多

  佐治亚理工学院地球与大气科学学院的助理教授亚历克斯·罗贝尔说:“连锁反应不会在冰架上蔓延那么远。” “通常,连锁反应要花很多年才能影响冰架的完整性。但是有一个警告。彼此靠近并迅速深入的池塘可能会破坏冰的完整性。”

  科罗拉多大学博尔德分校的冰川学研究员艾里森·班韦尔(Alison Banwell)对杏鑫平台注册登录表示:“这项研究存在一定的速度限制,表明冰架无法快速塌陷。” “但是,如果像拉尔森B一样迅速地融化在融水池塘中,它可能会以类似的方式坍塌。”她补充说,“源自冰架不同区域的多个水力压裂链也可能导致更大规模的破坏。冰架破裂。”

  

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  这项研究的主要研究者亚历克斯·罗贝尔(Alex Robel)在他位于佐治亚理工学院的实验室中,观察到由波状水引起的冰破裂现象。

  研究人员于 2019年10月24日在《地球物理研究快报》上发表了他们的研究 结果。 该研究由美国国家科学基金会和CU Boulder环境科学研究合作研究所资助。一项不相关的 最新研究 报告说,南极洲的融水池塘数量创历史新高。

  “目前在任何冰架上几乎没有足够的池塘来重复拉森B号,但是大量的融水正在冰架上加重并对其造成破坏,”帮助在冰架上进行水力压裂研究的先驱Banwell说。

  

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  合著者艾莉森·班威尔(Alison Banwell)涉水穿过南极洲的一个融水池塘。班威尔(Banwell)帮助开拓了冰架加氢裂化动力学的研究。

  问答环节

  破碎的冰架本身并不会增加海平面。那么,为什么要关心呢?

  冰架漂浮在海洋中,它们已经在海平面中起作用,因此当冰架破裂或融化时,它们不会增加太多。但是,许多冰架向后推抵陆地上的冰川,当它们进入海洋时确实会推高海平面。

  随着架子的消失,冰川流动的速度可以跃升四到十倍。直到拉森B厚一公里(0.62英里),表面面积为3,250平方公里(1,250平方英里),并在数周内破裂,冰川流动才激增,冰川学家才意识到这一点。

  “我们的研究领域认为冰架不是太重要,然后Larsen B向我们展示了这是不正确的。在冰架上支撑确实是使冰川稳定的东西。麻省理工学院地球物理学助理教授布伦特·明切(Brent Minchew)说。

  Minchew并未参与这项研究,但最近与他人共同发表了另一项与此有关的研究。在麻省理工学院的研究排除了快速的冰川断裂的一个噩梦般的绝情景由于冰架的消失。但是他和其他研究人员重申,当冰架消失时,冰川的流动仍会显着加快。

  而且,大多数南极冰架可能是在上一个冰河时代形成的,可能需要另一个冰河时代才能替换它们。

  水力压裂如何工作,该研究如何模拟其效果?

  当冰上裂缝上方的融水池塘变得沉重时,它们会使冰加氢裂化。

  “水压集中到一个裂缝尖端。它试图将裂缝拉开并使其更深,然后冰向后推。当水深到足够深时,它就可以胜出并将裂缝传播到冰架的底部。”罗贝尔说。

  水从裂缝中漏出,进入海洋,然后冰跳回去,形成新的裂缝,也可能触发附近的池塘进行水力压裂。研究表明,这将只包括少量池塘。

  对于Robel来说,这很方便,他通过数学,物理学和计算机科学探索冰的动力学,随着冰架的形成,表面凹痕的规则矩阵出现在其中,池塘便在那里收集。

  Robel可以应用称为细胞自动机的计算机科学建模(从像素化的类似矩阵的视频游戏中得知)来对水力断裂链反应进行建模。该模型甚至输出动画,研究人员在1990年代经典的计算机游戏之后将其命名为“扫雷器情节”。

  这项研究是否意味着冰川流动加速的危险比以前少了?

  不,这项研究只是增加了科学知识,实际上,南极一些冰川的流动已经加速了很多。

  “也许这种机制我们不必担心太多。但我们不应该松一口气,因为还有许多其他方法可以迅速从西南极洲大量积冰。” Minchew说。

  冰川丧失的最大可能就是不稳定,冰川将其放置在靠近海水的地面上。Robel于7月发表的一项研究预测,不稳定极有可能加速海平面上升。

  这项研究如何帮助推进冰川研究?

  它使查找冰架损坏的先兆变得更加容易。

  班威尔说:“查看冰表面的水量比寻找冰中的应力破坏要容易得多,”班威尔说。他将于11月访问南极洲,研究乔治四世冰架上的融化水池。

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