突破!科學家們正在南極洲最大的冰架上鑽孔,以探索下面的海洋!
我們是紐西蘭羅斯冰架計劃小組的成員,他們已經在幾百米的冰層上融化了一個洞,來探索這個海洋和冰架對氣候變化的脆弱性。
我們的測量結果顯示,這個隱藏的海洋正在變暖,而且正在更新——但是我們沒有預料到。
一個隱藏的傳送帶
所有主要的冰架都在南極洲海岸附近。這些巨大的冰塊阻擋了陸地上的冰層,如果它們被釋放到海洋中,就會升高海平面,改變我們世界的面貌。
一個冰架是一個巨大的冰蓋,當冰川從陸地上流出並在海面上漂浮時形成。
冰架通過打破冰山或從下面融化而失去冰。我們可以從衛星上看到巨大的冰山——它是隱藏的融化。
因為羅斯冰架下面的水是冷的(零下1.9攝氏度,或29華氏度),這被稱為「冷腔」。
如果它變暖,架子的未來和上游的冰會發生巨大的變化。然而,這種隱藏的海洋被排除在所有未來氣候模型之外。
在20世紀70年代末,一個國際團隊對這片海洋進行了一組測量。在五年的時間裡,該團隊多次嘗試,使用幾種類型的鑽頭。
有了這種經驗和更新、更清潔的技術,我們能夠在一個季度內完成我們的工作。
我們的基本理解是海水在海水中以相對溫暖、鹽水的方式流動。它最終找到了通向海岸的路——當然,除了這條海岸線外,還有800米(約0.5英里)的冰。
在那裡,它開始融化從下面的架子,從下面的大陸架向開放的海洋延伸。
從冰上的一個洞里窺視。
紐西蘭的團隊——包括熱水鑽井工、冰川學家、生物學家、地震學家、海洋學家——從11月到1月一直工作到1月,在被跟蹤的車輛的支持下,以及在當地惡劣天氣允許的情況下,兩架水獺飛機。
與所有極地海洋學一樣,到達海洋往往是最困難的部分。在這種情況下,我們面臨著一個複雜的任務:融化一個直徑只有25厘米(10英寸)的鑽孔,穿過數百米的冰。
但是一旦這些儀器被降低到300米以下(985英尺),它就成為了世界上最簡單的海洋學。
你不會暈船,對腐敗的測量也不會有生物污染。然而,有大量的冰可以凍結你的儀器或凍結這個洞。
一個移動的世界
我們在冰架中部的營地是這門科學的基地,但一切都在移動。
海洋正在慢慢地循環,也許每隔幾年就會更新一次。冰層也在移動,每天大約在1.6米(5.2英尺)處紮營。
整盤冰都在自己的重量下移動,不可阻擋地伸向冰架邊緣的海洋邊緣,在那裡它有時會像巨大的冰山一樣斷裂。
浮動板塊也隨著日潮上下波動。
物體也垂直地穿過架子。當這一層延伸到前面時,它變薄了。
但隨著新雪堆積在頂部,或者海水凍結在底部,架子也會變厚。或者,它可能會薄到風颳去表面的雪或相對溫暖的海水將它從下面融化。
當你把它全部加起來,架子上的每一個粒子都在移動。事實上,我們的營地離羅伯特·法爾康·斯科特(Robert Falcon Scott)和他的兩個團隊成員在一個多世紀前從南極回來時被埋葬的地方還沒有(大約160公里,或99英里)。
他們的身體現在正沿著冰面向下延伸到海岸。
未來將會怎樣!
如果冰下的海洋變暖,這對羅斯冰架意味著什麼呢?它支撐著的巨大冰蓋和未來的海平面?
我們用詳細的溫度和鹽度數據來了解海洋是如何在腔內循環的。我們可以利用這些數據來測試和改進計算機模擬,並評估冰的下側是否正在融化,或者正在重新凍結和生長。
我們的新數據表明,海洋變暖與上世紀70年代的測量結果相比,尤其是在更深處。
不僅如此,海洋也變得不那麼咸了。這兩者都與我們所知的關於南極洲周圍的開放海洋有關。
我們還發現冰的底部比我們想像的要複雜得多。上面覆蓋著冰晶——我們在冰架附近的海冰上看到的東西。
但是,在較小的,但非常厚的冰架上,沒有一層巨大的晶體。
相反,冰的底部有清晰的沉積物特徵,很可能被納入冰中,因為冰川形成的冰架早在幾個世紀前就與海岸分離了。冰晶必須是暫時的。
這些都不包括在目前的氣候系統模型中。溫暖的鹹水流入洞穴的效果,也不是很冷的地表水流出來,冰晶會影響到冰的熱量傳遞,或者冰前的海洋混合。
目前還不清楚這些隱藏的水域是否在世界海洋的工作中扮演著重要的角色,但是它們確實影響了上面的冰架。
冰架的壽命以及它們對南極洲巨大冰蓋的支撐是最令人擔憂的。
克雷格·斯蒂文斯,海洋物理學副教授,克里斯蒂娜·胡貝,教授和測量學院院長(冰河學專業)。
※重磅!12800年前,地球經歷了一場「文明變化」的地外撞擊!
※2018超級月食:150年首次超級藍血月引發阿富汗地震嗎?
TAG:探索未解之魅 |