时速80英里的冰川断裂：来自南极洲的警钟

时速80英里的冰川断裂：来自南极洲的警钟 在这幅插图中，海水从地表深处流入南极洲正在打开的冰架裂缝。新的研究表明，这种裂缝的打开速度非常快，涌入的海水有助于控制冰架破裂的速度。资料来源：罗布-索托一个关键问题是，海洋变暖会如何导致冰川更快地断裂。华盛顿大学的研究人员展示了南极冰架上已知最快的大规模断裂。这项最近发表在《AGU Advances》上的研究显示，2012 年，松岛冰川上形成了一条 6.5 英里（10.5 公里）长的裂缝，这条裂缝大约在 5 分半钟内形成，松岛冰川是一个正在后退的冰架，它挡住了更大的南极西部冰盖。这意味着裂缝以每秒约115英尺（35米）的速度打开，即每小时约80英里。第一作者斯蒂芬妮-奥林格（Stephanie Olinger）说："据我们所知，这是迄今为止观测到的速度最快的裂缝打开事件，这表明，在某些情况下，冰架可能会破碎。这告诉我们今后需要注意这种行为，也告诉我们如何在大尺度冰盖模型中描述这些裂缝。"她在华盛顿大学和哈佛大学从事博士研究，现在是斯坦福大学的博士后研究员。对于典型的南极冰架来说，裂缝是指穿过大约 1000 英尺（300 米）浮冰的裂缝。这些裂缝是冰架断裂的前兆，在断裂过程中，大块的冰从冰川上断裂并落入大海。松岛冰川经常发生这种情况研究中观察到的冰山早已脱离大陆。2012 年 5 月 8 日（左）和 5 月 11 日（右）相隔三天拍摄的卫星图像显示，一条新的裂缝形成了一个"Y"形分支，从之前的裂缝向左延伸。三台地震仪器（黑色三角形）记录的振动被用来计算裂缝的传播速度，最高可达每小时 80 英里。图片来源：Olinger 等人/AGU Advances"冰架对南极冰盖的其他部分具有非常重要的稳定作用。如果冰架断裂，后面的冰川冰层就会真正加速，"奥林格说。"这种开裂过程实质上就是南极冰架如何形成大型冰山的过程"。在南极洲的其他地区，裂缝的形成往往需要数月或数年的时间。但在松岛冰川这样快速演变的地貌中，裂缝的出现会更快，研究人员认为，南极西部冰原已经越过了崩塌入海的临界点。卫星图像可提供持续观测。但轨道卫星每三天才经过地球上的每一个点。在这三天里发生了什么更难确定，尤其是在南极脆弱冰架的危险地形中。在新的研究中，研究人员综合运用了各种工具来了解裂缝的形成。他们使用了其他研究人员2012年放置在冰架上的仪器记录的地震数据，以及卫星的雷达观测数据。冰川冰在短时间内像固体，但在长时间内更像粘性液体。"裂谷的形成更像是玻璃破碎，还是像硅胶被拉开？这是一个问题，"奥林格说。"我们对这一事件的计算表明，它更像玻璃破碎。"如果冰是一种简单的脆性材料，它应该碎得更快。进一步的调查表明了海水的作用。裂缝中的海水使空间保持开放，抵御冰川向内的力量。由于海水具有粘度、表面张力和质量，它不可能瞬间填满空隙。相反，海水填充裂缝的速度有助于减缓裂缝的扩展。奥林格说："在改进大规模冰盖模型的性能和对未来海平面上升的预测之前，我们必须对影响冰架稳定性的许多不同过程有一个良好的、基于物理学的理解。"编译自/scitechdaily ... PC版： 手机版：

斯坦福大学科学家发现南极洲东部迫在眉睫的解冻危机

斯坦福大学科学家发现南极洲东部迫在眉睫的解冻危机 在气候不断变化的情况下，南极洲不断增加的融水预计将在海平面上升中发挥重要作用。不过，大部分科学研究都集中在南极洲西部，特别是斯维斯冰川等地区，因为近年来在这些地区观察到大量融水现象。斯坦福大学的研究人员在最近发表在《地球物理研究快报》上的一篇论文中指出，南极洲东部的威尔克斯冰川盆地（Wilkes Subglacial Basin）拥有足以使全球海平面上升 10 英尺以上的冰层，它可能比任何人意识到的都更接近于失控融化。斯坦福大学地球物理学博士生、论文第一作者伊丽莎-道森（Eliza Dawson）说："对这一地区的分析并不多那里的冰量巨大，但一直相对稳定。我们首次观测了冰原底部的温度，以及它距离融化的可能性有多大。"威尔克斯冰川下盆地约有加利福尼亚州那么大，通过相对较小的一段海岸线注入南大洋。道森和她的同事们发现，有证据表明冰原底部已接近解冻。这就提出了这样一种可能性，即在整个威尔克斯亚冰川盆地内阻挡冰层的这一沿海地区，可能对温度的微小变化都很敏感。以前的研究表明，由于该地区的地面低于海平面，并且向下倾斜远离海洋，如果变暖的海水进入冰原之下，威尔克斯冰川下盆地就特别容易发生不可逆转的融化。道森和她的同事们首次研究了该地区冰原底部目前的温度是如何加剧这种脆弱性的。研究人员从飞越冰川的飞机进行的现有雷达勘测中收集了数据。这些飞机记录了穿过冰层并从冰层下的地面反弹回来的电磁信号的反射。道森和她的同事们开发了一种新技术来分析这些数据，将冰和基岩的横截面图像转化为有关冰原底部温度条件的信息。地球物理学和电子工程学副教授达斯汀-施罗德（Dustin Schroeder）说："冰的温度以多种方式影响雷达的反射程度，因此单一的测量结果是模糊的。这种统计方法主要是选取可以认为是冻结或解冻的区域，然后将其他雷达信号与之进行比较。这让我们能够判断冰原上的其他区域是肯定冻结了，还是肯定解冻了，还是很难判断。"研究人员发现，该地区有大片冰冻和解冻的地面，但大部分地区无法明确划分为冰冻和解冻。在某些情况下，这可能是因为冰原的几何形状发生了变化或数据中存在其他复杂因素，但这也可能意味着冰原下的大片地面要么接近解冻，要么是由紧密混合的冰冻和解冻区域组成。如果后者属实，那么威尔克斯冰川盆地的冰川可能会达到一个临界点，而冰原底部的温度只需略微上升。道森说："这表明未来可能会出现冰川退缩。南极洲东部的这一部分在很大程度上被忽视了，但我们需要了解它是如何演变并变得更加不稳定的。需要发生什么情况才能开始看到质量损失？"不同的模型对威尔克斯冰川下盆地的未来及其对海平面上升的影响的预测大相径庭，因为有关该地区的数据根本不够。研究人员正计划将基于雷达的温度观测数据整合到冰盖模型中，以改进对该地区在各种气候情景下如何演变的预测。他们希望，他们的工作将凸显对这一地区和南极洲东部其他地区进行研究的重要性，这些地区看似稳定，但可能在我们的未来发挥重要作用。施罗德说："这个地区的条件我们可以想象会发生变化。如果温暖的海水到达那里，就会'开启'我们通常认为不会导致海平面上升的整个南极洲区域。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

南极洲的冰川讲述了两个截然不同的故事

南极洲的冰川讲述了两个截然不同的故事 MARUM-MeBo70 在阿蒙森海海底着陆的渲染图。图片来源：MARUM - 不莱梅大学海洋环境科学中心/Martin Künsting近年来，全球变暖在南极冰原上留下了印记。南极洲"永恒"冰层的融化速度比以前想象的要快，尤其是在南极洲西部。阿尔弗雷德-魏格纳研究所领导的一个国际研究小组现在发现，其根源可能在于冰川的形成：钻芯沉积物样本结合复杂的气候和冰盖模型显示，南极洲的永久冰川大约始于 3400 万年前。然而，冰川作用并不像之前假设的那样覆盖整个南极大陆，而是局限于南极大陆的东部地区（东南极洲）。直到至少 700 万年后，冰才得以向南极西部海岸推进。正如研究人员在著名的 《科学》杂志上描述的那样，新研究的结果表明，南极洲东部和西部对外界压力的反应大相径庭。内松岛湾的 RV Polarstern 号。图片来源：英国南极调查局 / R. La大约 3400 万年前，地球经历了一次最根本的气候转变，至今仍影响着全球气候状况：从没有或很少有大陆冰积聚的温室世界转变为有大片永久冰川地区的冰屋世界。在此期间，南极冰盖逐渐形成。由于缺乏可靠的数据和主要地区的样本，特别是南极洲西部的样本，人们还不知道冰盖是如何形成的，何时形成的，尤其是在哪里形成的。阿尔弗雷德-魏格纳研究所（Alfred Wegener Institute）、亥姆霍兹极地与海洋研究中心（AWI）的研究人员与英国南极调查局、海德堡大学、诺森比亚大学（英国）和不来梅大学海洋环境科学中心（MARUM）的同事们一起，填补了这一知识空白。讨论海底钻井平台 MARUM-MeBo70 的钻探过程。图片来源：IODP / Thomas Ronge研究人员利用 MARUM-MeBo70 海底钻机在南极洲西部阿蒙森海沿岸的松岛冰川和斯韦特斯冰川近海位置取回了一个钻芯，根据这个钻芯，他们首次确定了冰雪南极大陆的早期历史。令人惊讶的是，在南极冰川作用的第一个主要阶段，该地区没有发现任何冰存在的迹象。领导研究小组的南极洲大学地质学家约翰-克莱格斯博士说："这意味着，大规模、永久性的第一次冰川期一定是从南极洲东部的某个地方开始的。这是因为南极洲西部在第一次冰川最盛时期一直没有冰。此时，南极洲西部大部分地区仍被茂密的阔叶林覆盖，气候凉爽温润，因此无法结冰。"松岛湾一座巨大冰山前的 RV Polarstern 号。图片来源：阿尔弗雷德-魏格纳研究所/Johann为了更好地了解南极洲第一块永久冰是在哪里形成的，南极洲大气研究所的古气候建模人员将新获得的数据与现有的气温和水温数据以及冰的出现情况结合起来。"模拟结果支持了地质学家的独特岩芯结果，"AWI 的古气候建模师 Gerrit Lohmann 教授博士说。"这完全改变了我们对第一次南极冰川期的认识"。根据这项研究，只有在南极东部北维多利亚陆地的沿海地区才具备形成永久冰的基本气候条件。在这里，潮湿的气团到达了强烈上升的横贯南极山脉这是形成永久积雪和随后形成冰盖的理想条件。冰盖从这里迅速扩展到南极东部腹地。PS104_21-3 号岩心钻探期间 MARUM-MeBo70 控制室的场景。图片来源：IODP / Thomas Ronge然而，冰层到达南极洲西部还需要一段时间："直到大约 700 万年后，冰层才有条件向南极洲西部海岸推进，"南极洲大气研究所的古气候建模人员汉娜-克纳尔解释说。"我们的研究结果清楚地表明，在冰层推进到覆盖南极洲西部之前，天气必须变得多么寒冷，而当时南极洲西部的许多地方已经低于海平面"。调查还令人印象深刻地表明，南极冰原的两个区域对外部影响和基本气候变化的反应是多么不同。Johann Klages 补充说："即使是轻微的变暖，也足以导致南极洲西部的冰层再次融化，而这正是我们现在所处的位置。"国际研究小组的发现对于理解从温室气候到当前冰室气候的极端气候转变至关重要。重要的是，这项研究还提供了新的见解，使气候模型能够更准确地模拟永久冰川地区如何影响全球气候动力学，即冰、海洋和大气之间的相互作用。这一点至关重要，正如约翰-克拉茨所说："特别是考虑到我们可能在不久的将来再次面临如此根本性的气候变化"。研究人员借助 2017 年在南极洲西部的"Polarstern"号科考船 PS104 考察期间取回的独特钻芯，填补了这一知识空白。不莱梅 MARUM 公司开发的 MARUM-MeBo70 钻机是首次在南极洲使用。南极西部松岛冰川和斯维斯冰川附近的海底非常坚硬，以前无法使用传统钻探方法钻探到深层沉积物。MARUM-MeBo70 有一个旋转刀头，因此可以钻入海床约 10 米并取回样本。编译自/ScitechDaily ... PC版： 手机版：

南极洲最大的罗斯冰架行为怪异 每天都在被冰流挤出原位

南极洲最大的罗斯冰架行为怪异 每天都在被冰流挤出原位 在南极洲，巨大的冰川不断移动。冰流就像传送带一样，是加速运动的通道，将这些巨大冰川中的大部分冰和沉积物碎屑运往海洋。根据圣路易斯华盛顿大学的最新研究，每天至少有一次这样的冰流会把整个罗斯冰架挤出原位。这一发现意义重大，因为罗斯冰架规模巨大：它是南极洲最大的冰架，面积与法国差不多。文理学院罗伯特-布鲁金斯地球、环境和行星科学杰出教授道格-维恩斯（Doug Wiens）说："我们发现，整个冰架每天会突然移动一到两次，每次大约6到8厘米（或3英寸），这是由流入冰架的冰流滑动引发的。这些突然的运动有可能在引发冰地震和冰架断裂方面发挥作用"。罗斯冰架是从内陆冰川延伸到海洋上的浮冰。科学家们之所以对冰架和冰流之间的相互作用感兴趣，部分原因是他们担心南极洲的冰架在气候变暖的情况下是否稳定。冰架就像冰川和冰流的制动器，减缓冰川和冰流向大海融化的速度，从而使更多的冰积聚在大陆上。如果冰架坍塌，这种支撑就会消失，冰川就会自由地加速流动。冰川一旦流入海洋，就会导致海平面上升。这项发表在《地球物理研究快报》上的新研究主要关注惠兰斯冰流引发的运动，惠兰斯冰流是涌入罗斯冰架的大约六条快速流动的大冰河之一。Wiens 说："仅凭感觉是无法探测到这种运动的。这种移动发生在几分钟的时间内，所以没有仪器是无法感知的。这就是为什么从伟大的探险家罗伯特-F-斯科特（Robert F. Scott）和罗尔德-阿蒙森（Roald Amundsen）开始，人们就一直在罗斯冰架上行走和露营，但直到现在才探测到这种运动的原因。"罗斯冰架的移动是由相对突然的冰流移动（用冰川术语来说）引发的，这种移动被称为"滑动事件"。这有点类似于地震前和地震时沿断层发生的"棒状滑动"。在 Wiens 和他的团队观察到的情况下，惠兰斯冰流的一大段（面积超过 100 千米乘 100 千米）保持静止不动，而冰流的其他部分则向前蠕动。然后，每天一到两次，这一大段冰流向前冲向罗斯冰架，它可以在几分钟内移动 40 厘米（16 英寸）。过去 50 年对冰流的研究表明，一些冰流在加速，另一些则在减速。科学家可以利用地震仪探测冰流的突然运动，从而帮助了解是什么控制了这种运动。Wiens 和他的团队于 2014 年前往南极洲，放置本研究中使用的地震仪。他说："我过去发表过几篇关于惠兰斯冰流滑动事件的论文，但直到现在才发现整个罗斯冰架也在移动。"研究人员认为，这些滑坡事件与人类造成的全球变暖没有直接关系。一种理论认为，它们是由于惠兰斯冰流河床中的水分流失，使其变得更加"粘稠"造成的。与滑移事件相关的应力和应变与在不同条件下观测到的引发冰震的应力和应变相似。目前，冰震和裂缝只是冰架正常生命的一部分。有人担心罗斯冰架有一天会解体，因为其他更小、更薄的冰架也曾解体过。我们还知道，罗斯冰架在上一个间冰期大约 12 万年前瓦解，导致其他冰川和冰流的冰迅速流失。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

【为了测试人类能否在火星生存，NASA 让他们在南极洲徒步 4000 公里】科学家们认为，南极洲极端的条件和特别的景观，与未来宇

【为了测试人类能否在火星生存，NASA 让他们在南极洲徒步 4000 公里】科学家们认为，南极洲极端的条件和特别的景观，与未来宇航员在月球和火星执行任务时所面临的情况相似，因此他们招募了两名英国探险家，观察人类被推向极限时的适应性，最终生成供太空探索参考的基因组、生理、心理和环境数据模型。 #抽屉IT

“末日冰川”的自鸣钟：卫星遥感图像揭示南极洲思韦茨冰川下的剧烈融化

“末日冰川”的自鸣钟：卫星遥感图像揭示南极洲思韦茨冰川下的剧烈融化 由加州大学欧文分校冰川学家领导的研究小组利用卫星雷达数据重建了南极洲西部Thwaites冰川下几公里处接地带涌动的暖海水的影响。这项研究是发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上的一篇论文的主题，它将帮助气候建模人员更精确地预测全球海洋末端冰川融化导致的海平面上升。图片来源：NASA/James Yungel这个绰号反映了该冰川的巨大规模及其显著的融化速度，科学家们认为，如果冰川坍塌或完全融化，会大大加剧海平面的上升。加州大学欧文分校领导的研究小组表示，海水与冰川之间的广泛接触这一过程在整个南极洲和格陵兰岛都得到了复制导致了"剧烈的融化"，可能需要重新评估全球海平面上升的预测。他们的研究发表在5月20日的《美国国家科学院院刊》上、数据和观察结果冰川学家依靠的是芬兰的 ICEYE 商业卫星任务在 2023 年 3 月至 6 月期间收集的数据。ICEYE 卫星组成了一个"星座"，在环绕地球的极地轨道上，利用 InSAR（干涉仪合成孔径雷达）持续监测地球表面的变化。航天器在一个确定的小区域内多次飞行，可获得平滑的数据结果。在这项研究中，它显示了思韦茨冰川的上升、下降和弯曲。"这些 ICEYE 数据提供了一系列与潮汐周期密切相关的长期日常观测数据，"领衔作者、加州大学欧文分校地球系统科学教授 Eric Rignot 说。"过去，我们只有一些零星的数据，仅凭这些观测数据很难弄清发生了什么。当我们有了连续的时间序列，并将其与潮汐周期进行比较时，我们看到海水在涨潮时涌入，然后退去，有时会进入冰川下面更深的地方并被困住。多亏了 ICEYE，我们开始第一次目睹这种潮汐动态。"由 ICEYE 合成孔径雷达 (SAR) 星座根据 2023 年 5 月 11、12 和 13 日获取的图像记录的南极洲西部思韦茨冰川潮汐运动三维视图截图。等高线水平为间隔 50 米的冰床地形等高线。每个干涉条纹颜色周期的相位变化为 360 度，相当于冰面视距位移 1.65 厘米。干涉图叠加在 2023 年 2 月获取的大地遥感卫星 9 号图像上。在这项研究中，我们发现潮汐挠曲的极限在潮汐周期中以千米为单位变化，这表明加压海水能够侵入接地冰下数千米，并与冰川底部进行剧烈的热交换。在屏幕的右侧，一个单独的牛眼图案显示海水入侵在保护脊外又传播了 6 公里，表明在南极洲的这一关键区域，冰川仍在以每年一公里的速度后退。图片来源：Eric Rignot / 加州大学欧文分校先进的卫星观测共同作者、ICEYE 分析总监迈克尔-沃勒斯海姆（Michael Wollersheim）说："到目前为止，我们还无法对自然界中一些最具活力的过程进行足够详细或高频率的观测，以了解这些过程并为其建模。从太空观测这些过程，并利用雷达卫星图像提供厘米级精度的InSAR日频测量，标志着一个重大飞跃。"里格诺特说，这个项目帮助他和他的同事们更好地理解了海水在思韦茨冰川底部的行为。他说，从冰原底部涌入的海水，加上地热通量和摩擦产生的淡水，不断积聚，"必须流向某个地方"。水通过天然管道分布或汇集到空洞中，产生足够的压力使冰原升高。"有些地方的水几乎达到了上覆冰的压力，所以只需要再多一点压力就能把冰推上去。"水受到的挤压足以顶起半英里多的冰柱"。这可不是普通的海水。几十年来，里格诺特和他的同事们一直在收集气候变化对洋流影响的证据，洋流将较暖的海水推向南极洲和其他极地冰区的海岸。极圈深层海水含盐量高，冰点较低。淡水的冰点为零摄氏度，而咸水的冰点为零下两度，这一微小的差异足以导致研究中发现的基底冰的"剧烈融化"。对海平面上升的影响和未来研究论文合著者、加拿大安大略省滑铁卢大学环境学院教授克里斯蒂娜-道（Christine Dow）说："斯韦思是南极最不稳定的地方，相当于海平面上升了 60 厘米。令人担忧的是，我们低估了冰川的变化速度，这将给世界各地的沿海社区带来毁灭性的影响。"里格诺特说，他希望并期待这个项目的成果能够推动对南极冰川下条件的进一步研究、涉及自主机器人的展览以及更多的卫星观测。他说："科学界对前往这些偏远的极地地区收集数据和建立我们对正在发生的事情的理解充满热情，但资金却滞后。我们在 2024 年的实际美元预算与 20 世纪 90 年代相同。我们需要壮大冰川学家和物理海洋学家群体，以尽早解决这些观测问题，但现在我们还在穿着网球鞋攀登珠穆朗玛峰。"结论和对建模的影响同时也是美国宇航局喷气推进实验室（JPL）高级项目科学家的里格诺特说，从近期来看，这项研究将为冰盖建模界带来持久的好处。他说："如果我们将这种海洋与冰的相互作用纳入冰盖模型，我希望我们能够更好地再现过去四分之一世纪发生的事情，这将提高我们预测的可信度。如果我们能加入我们在论文中概述的这一过程（目前大多数模型都不包含这一过程），那么模型重建应该能更好地匹配观测结果。如果我们能做到这一点，那将是一个巨大的胜利。"道补充说："目前，我们还没有足够的信息来确定海水入侵不可逆转的时间。通过改进模型并将研究重点放在这些关键的冰川上，我们将努力把这些数字至少精确到几十年而不是几百年。这项工作将帮助人们适应不断变化的海平面，同时关注减少碳排放，以防止最坏的情况发生。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：