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（WilkesSubglacialBasin）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（ElizaDawson）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（DustinSchroeder）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：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1418665.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1418665.htm

南极冰原下发现285英里长的巨大河流 可能加速冰层流失

南极冰原下发现285英里长的巨大河流可能加速冰层流失由伦敦帝国学院、加拿大滑铁卢大学、马来西亚丁加奴大学和纽卡斯尔大学的研究人员所发现的这一细节最近发表在《自然-地球科学》杂志上。共同作者、伦敦帝国学院格兰瑟姆研究所的马丁-西格特教授说。"几十年前，当我们第一次发现南极冰下的湖泊时，我们认为它们是相互隔离的。现在我们开始了解到，那里有整个系统，通过巨大的河流网络相互连接，如果没有数千米的冰层在上面，它们就会这样。"这项研究所在的地区拥有足够的冰，使全球海平面上升4.3米。这些冰有多少融化，以及融化的速度有多快，都与冰层底部的湿滑程度有关。新发现的河流系统可能会强烈影响这一过程"。用飞机进行地球物理勘测水在冰原下面出现有两种主要方式：从表面融化的水通过深裂缝流下来，或者在底部融化，由地球的自然热量和冰在陆地上移动时的摩擦引起。然而，南北两极周围的冰层有不同的特点。在格陵兰岛，表面在夏季经历了强烈的融化，大量的水通过被称为moulins的深裂缝流下。在南极洲，由于夏季仍然太冷，地表并没有足够的融化量来创造moulins。人们认为这意味着南极冰原底部的水相对较少。新的发现颠覆了这一想法，表明仅基底融化的水就足以在数公里厚的冰层下形成巨大的河流系统。这一发现是通过机载雷达勘测（允许研究人员观察冰层下的情况）和冰原水文模型的结合而实现的。该团队专注于一个无法进入和研究不足的地区，包括来自南极洲东部和西部冰原的冰，并到达威德尔海。来自滑铁卢大学的首席研究员ChristineDow博士说，这么大的一个系统直到现在还没有被发现，这证明了我们仍然需要了解这个大陆的情况。她说："通过卫星测量，我们知道南极洲的哪些地区正在失去冰，以及失去多少，但我们不一定知道原因。这一发现可能是我们模型中的一个缺失环节。由于没有考虑到这些河流系统的影响，我们可能极大地低估了该系统的融化速度。只有知道为什么冰在流失，我们才能对未来在全球进一步升温的情况下冰将如何反应做出模型和预测，以及这可能使全球海平面上升多少。"例如，新发现的河流在一个浮动的冰架下涌入大海--从陆地延伸出来的冰川具有足够的浮力，开始漂浮在海水上。然而，来自河流的淡水将温暖的水搅向冰架底部，从下面将其融化。共同作者、纽卡斯尔大学的尼尔-罗斯博士说。"以前的研究已经研究了冰原边缘和海水之间的互动，以确定融化的样子。然而，发现一条深入内陆数百公里的河流推动了其中的一些过程，这表明如果不考虑整个系统：冰原、海洋和淡水，我们就不能完全理解冰融化。"在预测该地区气候变化的可能后果时，也需要考虑到大型冰下河流的存在。例如，如果夏天足够温暖，导致足够的表面融化，使水到达冰原底部，它可能对河流系统产生巨大影响，可能使南极洲陷入类似格陵兰岛的状态，在那里冰的损失要快得多。还有一些潜在的反馈回路，会加速冰的流失。例如，如果冰在底部积聚的水开始流动得更快，那么这将增加冰在干地上运行的摩擦力，这可能会增加底部融化和产生的水的数量。该团队现在希望从调查中收集更多关于所有这些机制的数据，以便将他们的模型应用于其他地区，并更好地了解不断变化的南极洲会如何改变这个星球。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1333873.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1333873.htm

南极冰盖下的岩石揭示了令人惊讶的过去

南极冰盖下的岩石揭示了令人惊讶的过去这一出乎意料的发现表明，该地区的冰川在早期收缩后能够重新生长。海平面上升已经使世界各地地势低洼的沿海社区的数百万人面临洪水威胁。南极冰层融化的贡献目前是预测未来几十年和几个世纪海平面上升的幅度和速度的最大不确定性来源。与它的近邻一起，Thwaites冰川目前在南极对海平面上升的贡献中占主导地位。为了了解这个重要的冰川将如何应对下个世纪预期的气候变化，科学家需要知道它在广泛的气候条件下和长时间尺度下的行为。由于卫星观测只能追溯到几十年前，我们需要查看地质记录才能找到这些信息。岩心从Thwaites带回实验室进行分析。图片来源：KeirNichols（伦敦帝国理工学院）BAS的共同作者和博士生JonathanAdams说：“通过研究Thwaites等冰川的历史，我们可以深入了解南极冰盖未来可能如何演变。冰盖的记录从目前暴露在冰盖表面上方的岩石开始，大约在5000年前结束，因此要了解从那时起发生了什么，我们需要研究目前埋在冰盖下的岩石。”该团队使用专门设计用于切割冰层和下层岩石的钻头，从Thwaites冰川旁边的冰盖深处采集了岩石样本。然后，他们在这些岩石样本中测量了当岩石在地球表面暴露于来自外太空的辐射时产生的特定原子。如果冰覆盖了这些岩石，这些特定的原子就不再存在。因此，它们的存在可以揭示过去冰盖比现在小的时期。来自伦敦帝国理工学院的冰川地质学家、该研究的主要作者凯尔·尼科尔斯说：“这是一项巨大的团队努力：我们中的几个人离开家在南极洲一个极其偏远的地方进行了数周的实地考察，而其他人则在实验室中忍受了数千小时，分析我们收集的岩石。我们测量的原子在这些岩石中的含量非常少，因此我们正在将其推向目前可能的极限，并且无法保证它会起作用。我们很高兴这是第一项使用从其正下方收集的基岩来揭示冰盖近期历史的研究。”该团队发现，他们收集的岩石并不总是被冰覆盖。他们的测量表明，在过去的5000年里，Thwaites冰川附近的冰比现在至少薄了35米。此外，他们的模型表明，从那时起，它的增长使冰盖达到今天的大小至少用了3000年。这一发现表明，思韦茨冰川地区的冰盖退缩是可以逆转的。科学家现在面临的挑战是了解实现这一目标所需的条件。BAS的地质学家、该研究的合著者JoanneJohnson说：“从表面上看，这些结果似乎是个好消息——思韦茨冰川能够从地质上最近的过去的一个较小的配置中再生出来。然而，我们的研究表明，这种恢复需要3000多年的时间，当时的气候可能不像我们对未来几个世纪的预期那样温暖。如果我们想避免南极西部冰原持续消退导致的海平面上升对我们世界的影响，那么这个时间跨度远远超过我们可以等待的时间。”...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1362951.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1362951.htm

气候变化可能对南极洲的主要冰层造成灾难性的影响 但冰层曾经融化过

气候变化可能对南极洲的主要冰层造成灾难性的影响但冰层曾经融化过"东南极洲的冰层储存了大量的水。这意味着这是未来海平面上升的最大可能来源--如果东南极洲的冰全部融化，则高达53米--并被视为未来海平面适应规划中最大的不确定性来源，"挪威科技大学地理系副教授伊琳娜-罗戈日娜说。南极洲的大部分融化/冰雪损失是通过海洋驱动的冰架融化和冰雪撞击发生的。她说，这反过来又导致了陆地上的冰流加速，更多的冰被排入海洋，在那里被融化/结冰所侵蚀。这也可能是在过去的温暖时期造成更大的冰损失的原因。在格陵兰岛，这两个过程约占所有冰损失的65%。但是，并不是所有的冰都需要融化才会产生重大后果。来自NTNU的研究人员是一组检查南极洲东部毛德皇后地冰层的科学家之一。结果显示，这个冰原区随着时间的推移有很大的变化。当研究人员试图更多地了解地球的气候以及它是如何变化的时候，这一信息是非常重要的。Rogozhina的小组研究了南极洲东部的冰层和几千年前发生的融化。研究结果已发表在《地球与环境通讯》杂志上。美国研究员NatLifton在东南极洲Heimefrontfjella的Cottontop山前。他正在寻找可以收集和分析宇宙学同位素的石头。这辆六轮皮卡用于将研究人员从他们所在的南极研究站运送到他们不同的野外地点。南极洲的冰层分布不均，也不均匀。在西部，冰原的很大一部分位于海平面之下，深度达2500米。这使得它非常容易受到海洋变暖的影响。相反，东部的大部分冰原直接位于陆地上，高于海平面，这意味着它对海洋的影响不太敏感。南极洲东部的这个冰原区在过去比现在要薄，而且也不是特别久远。事实上，它在上个冰期结束后更薄，当时大规模的冰原曾覆盖北美、北欧和南美南部。当这些冰原融化时，它们使海平面上升了100多米。"从我们在研究中提出的证据中，我们得出结论，毛德皇后地的东南极冰盖也在9000年至5000年前，在我们称之为中全新世的时期，沿着其边缘迅速融化。"Rogozhina说："在这个时候，世界上的许多地方经历了比现在更温暖的夏天。尽管东南极冰盖对全新世期间的温暖的这种反应并不完全出乎意料，但相信迟钝的东南极冰盖能够如此迅速地变化，仍然是困难和令人担忧的。"很难为这种行为找到一个简单易行的解释，也很难确定融化发生的确切时间，这主要是因为世界这一地区的条件有时相当荒凉。但是研究人员找到了揭开这一谜团的方法-到很高的地方去收集岩石。研究员NatLifton和登山向导CarlLundberg寻找合适的岩石样本。研究小组检查了毛德皇后地各种nunataks的岩石是否暴露于宇宙辐射。"nunataks是穿过冰层的山。"NTNU地球科学和石油系的教授OlaFredin说："我们已经访问了nunataks并采集了样品。"研究人员在nunataks的岩石中检查不同的同位素，或变体，如氯、铝、铍和氖。在宇宙同位素的帮助下，他们可以计算出毛德皇后地的冰层在地质时期有多高。Fredin将此比作使用油尺来测量汽车中的机油水平。通过这种方式，研究人员可以说明岩石暴露在宇宙辐射中的时间有多长。然后，他们还可以说一说岩石在冰的保护层下有多长时间了，因此没有吸收任何宇宙辐射。为此，他们使用来自不同地区的数据并进行各种计算机模拟。研究人员还认为，他们有望找到上个冰期结束后，南极洲东部的冰层部门立即变薄的原因。"我们认为，由于更高的、区域性的海平面和从极地地区的海洋深处上升的更温暖的水，渗透到冰缘下并从下面融化，冰层变得不太稳定。这导致了大型冰山的破裂，加速了冰块从陆地向海洋的移动，这反过来又使冰原的内陆部分变薄。"Rogozhina说："这个过程类似于山坡上的房子失去了支撑基础，开始向山下滑动。"简而言之，南极洲东部冰原上不太稳定、流动迅速的部分，即所谓的冰架，漂浮在海洋上，更容易被打破，这反过来导致冰原在相对较短的时间内变得更薄，从地质学角度讲，即几百年到几千年。宇宙辐射也可以帮助研究人员弄清冰覆盖一个地区的普遍程度。研究人员也对此进行了调查。结果显示，毛德皇后地的冰层沿海岸线厚是最常见的。但在更远的大陆上就不一样了，那里的山峰突出于冰面，土地可能有几千米高。Lifton说："我们发现，在过去100万年中，毛德皇后地沿岸的陆地有75%到97%的时间被冰覆盖。"他是另一项研究的一部分，该研究的结果也发表在《地球与环境通讯》杂志上。这个小组检查了来自毛德皇后地几个不同地区的岩石，发现了巨大的变化。Fredin说："与沿海地区相比，大部分时间都被冰雪覆盖，我们发现在大陆更深处的山顶上，只有20%的时间被冰雪覆盖。"因此，冰层的厚度和运动速度在较长的时间内有很大的变化，而进一步进入大陆的山脉似乎是动态海岸和进一步朝向南极的冰层之间的一个重要分界，后者的厚度变化要小得多。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1359753.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1359753.htm

NASA发现以前未知的南极冰层损失：“南极洲的边缘正在崩塌”

NASA发现以前未知的南极冰层损失：“南极洲的边缘正在崩塌”在预测全球海平面上升方面，最大的不确定性是南极洲的冰层损失将如何随着气候变暖而加速。由位于南加州的美国宇航局（NASA）喷气推进实验室（JPL）的研究人员领导的两项研究揭示了关于南极洲冰盖在最近几十年里如何失去质量的意外的新数据。最近发表在《自然》杂志上的一项研究描绘了冰山崩解（冰川前沿的冰层断裂）--在过去25年里如何改变了南极洲的海岸线。科学家们发现，冰盖边缘的冰山脱落速度已经超过了冰的补充速度。这一惊人的发现使以前对1997年以来南极洲浮动冰架的冰损失的估计翻了一番，从6万亿到12万亿吨。碎冰造成的冰损失削弱了冰架，使南极冰川更迅速地流向海洋，加速了全球海平面上升的速度。另一项研究最近发表在《地球系统科学数据》杂志上，以前所未有的细节显示了南极冰层随着海水融化而变薄的现象是如何从大陆的外缘蔓延到内部的，在过去十年中，冰盖西部地区的冰层几乎翻了一番。这两份补充报告结合在一起，提供了迄今为止关于这个冰冻大陆如何变化的最完整观点。“南极洲的边缘正在崩溃，”JPL科学家ChadGreene说，他是冰山崩裂研究的主要作者。“而当冰架减少和减弱时，该大陆的巨大冰川往往会加速并增加全球海平面上升的速度。”大多数南极洲的冰川流向海洋，在那里它们以浮动的冰架结束，这些冰架厚达2英里（3公里），宽500英里（800公里）。冰架就像冰川的支撑物，使冰块不会简单地滑入海洋。当冰架是稳定的，它们有一个自然的冰蚀和补给周期，在长期内相当稳定地保持其大小。然而，近几十年来，海洋变暖一直在破坏南极洲冰架的稳定，因为它从下面融化，使其变薄和变弱。尽管卫星高度计通过记录冰层高度的变化来测量变薄的过程，但在这项研究之前，还没有对气候变化可能如何影响南极洲周围的海啸进行全面的评估。部分原因是，卫星图像在解释方面具有挑战性。例如，Greene说：“你可以想象一下，看着一张卫星图像，并试图弄清楚白色冰山、白色冰架、白色海冰，甚至是白色云朵之间的区别。这一直是一个困难的任务。但是我们现在有足够的来自多个卫星传感器的数据，可以清楚地看到南极洲的海岸线在最近几年是如何演变的。”在这项新研究中，Greene和他的同事综合了自1997年以来该大陆的可见光、热红外（热）和雷达波长的卫星图像。结合这些测量结果和从NASA正在进行的冰川测绘项目中获得的对冰流的理解，他们绘制了南极洲海岸线上3万英里（5万公里）的冰架边缘。由于冰层造成的损失大大超过了冰架的自然增长，研究人员认为南极洲不可能在本世纪末恢复到2000年以前的范围。事实上，研究结果表明，更大的损失是可以预期的。南极洲所有最大的冰架似乎都将在未来10到20年内发生重大的冰裂事件。在这项补充研究中，JPL的科学家们结合了来自七个空间测高仪器的近30亿个数据点，产生了关于冰盖高度变化的最长的连续数据集--这是一个冰损失的指标--早在198...PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1312761.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1312761.htm

新证据表明火星的南极冰盖下可能有液态水

新证据表明火星的南极冰盖下可能有液态水他们的发现与之前的穿冰雷达读数是一致的，这些读数最初被解释为表明冰下可能存在一个液态水区域。对于仅基于雷达数据的液态水的解释存在分歧，一些研究人员认为雷达信号不是由液态水引起的。这些发现发表在《自然-天文学》杂志上，利用雷达以外的数据提供了第一线独立证据，证明火星南极冰盖下存在液态水。左边的面板显示了火星南极的表面地形，南极冰盖的轮廓为黑色。浅蓝色的线表示建模实验中使用的区域，绿色的方块表示包含推断的冰川下水的区域。该区域的冰层厚度约为1500米。右边的面板显示了由剑桥大学领导的研究小组确定的表面起伏。可以看到红色的区域，它比区域地形高出5-8米，上游有一个较小的凹陷（比区域地形低2-4米）（向图像的右上方）。黑色的轮廓显示了由轨道雷达推断出的水的区域。资料来源：剑桥大学领导这项研究的剑桥大学斯科特极地研究所的尼尔-阿诺德教授说："新的地形证据、我们的计算机模型结果和雷达数据的结合，使得今天火星上至少有一个冰川下的液态水区域存在的可能性大增，而且火星必须仍然有地热活动才可以保持冰盖下的水的液态。"与地球类似，火星在两极都有厚厚的水冰帽，加起来大约相当于格陵兰冰原的体积。然而，由于冰冷的火星气候，火星上的极地冰盖以前被认为是一直冻成固体的，与地球上的冰层不同，地球上的冰层下面是充满水的通道，甚至是大型冰川下湖泊。2018年，来自欧洲航天局火星快车卫星的证据挑战了这一假设。该卫星装备了名为MARSIS的穿冰雷达，可以看穿火星南部的冰盖。它显示了冰层底部的一个区域强烈反射雷达信号，这被解释为冰盖下的液态水区域。然而，随后的研究表明，存在于火星其他地方的其他类型的干燥物质如果存在于冰盖之下也可能产生类似的反射模式。鉴于寒冷的气候条件，冰盖下的液态水需要额外的热源，例如来自地球内部的地热，其水平高于当今火星的预期水平。这使得确认这个湖的存在需要等待另一个独立的证据。在地球上，冰川下的湖泊会影响上覆冰层的形状--其表面地形。冰川下的湖泊中的水降低了冰层和它的床之间的摩擦力，影响了冰在重力作用下的流动速度。这反过来又影响了湖泊上方的冰原表面的形状，通常在冰原表面形成一个凹陷，然后是进一步向下流动的一个凸起区域。该团队还包括来自谢菲尔德大学、南特大学、都柏林大学学院和开放大学的研究人员，他们使用一系列技术来检查来自美国宇航局的火星全球勘测者卫星的数据，即火星南极冰盖部分的表面地形，该部分的雷达信号被发现。他们的分析显示了一个10-15公里长的表面起伏，包括一个凹陷和一个相应的凸起区域，两者都偏离周围的冰面数米。这在规模上与地球上冰川下的湖泊起伏相似。研究小组随后测试了观察到的冰面起伏是否可以用冰床的液态水来解释。他们对冰流进行了计算机模型模拟，以适应火星上的具体条件。然后，他们在模拟的冰原床层中插入了一块床层摩擦力降低的区域，如果有水存在，将使冰层滑动并加速前进。他们还改变了来自星球内部的地热的数量。这些实验在模拟的冰面上产生了起伏，其大小和形状与研究小组在真实冰盖表面观察到的相似。模型产生的地形起伏和实际的航天器观测结果之间的相似性，加上早期的穿冰雷达证据表明，在火星的南极冰盖下面有液态水的积累，而且火星地下的岩浆活动相对来说最近才发生，以便使水保持液态所需的强化地热。阿诺德说："从火星回来的数据的质量，包括从轨道卫星和着陆器回来的数据，我们可以用它来回答关于火星表面甚至下面的条件的真正困难的问题，使用我们在地球上使用的同样的技术。使用这些技术来发现其他行星的情况是令人兴奋的。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1331517.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1331517.htm