NASA发现格陵兰冰川消融的新模式

　　林克冰川（Rink Glacier）位于格陵兰西部，其中心有一可见的融水湖。
　　图片来源：NASA/OIB

　　该动画说明了2012年被一GPS测点（图中圆圈与剪头处）记录下的穿过格陵兰林克冰川的孤波。流动内的较深颜色代表质量损失，红色代表质量增加。星号标记是孤波的中心。图片来源：NASA/JPL-Caltech
　　NASA的一项新研究发现，在格陵兰有记录以来最热两年（2010、2012）的夏天，位于格陵兰岛西岸的林克冰川（Rink Glacier）内的冰体不仅融化得比往常更快，冰体还在巨波中滑过冰川内部，就像一根受热的“棒棒冰”滑出它的塑料包装。巨波持续了四个月；同时来自上游的冰体不断向下移动，以填补损失的质量，该过程同样持续了至少四个多月。
　　最新发现的这种质量损失的长脉冲被称为“孤波”，随着气候持续变暖，孤波可能增加格陵兰潜在的持续冰融，同时影响着未来海平面上升的速率。
　　研究由三位来自加州帕萨迪纳NASA喷气推进实验室（Jet Propulsion Laboratory，JPL）的科学家进行。该研究首次利用GPS传感器的水平运动，精确地追踪冰川融冰造成的质量损失。研究人员采用格陵兰GPS网（GNET）中位于林克冰川旁基岩的单一传感器数据。研究论文已在线发表于《地球物理研究通讯》（Geophysical Research Letter）。
　　林克冰川是格陵兰最主要的流向海洋的融冰出口之一。在21世纪初期，该冰川每年排出约110亿吨的冰，约等于3万栋帝国大厦的重量。但在2012年极热的夏天中， 融冰以孤波的形式额外损失了67亿吨质量。之前监测到的融化过程无法解释如此巨大的质量损失。
　　在6月到9月的前三个月中，孤波以每月2.5英里（4千米）的速度穿过流动冰川，而9月间，速度提高至每月7.5英里（12千米）。移动的质量是每月17亿吨，上下浮动约5亿吨。林克冰川通常以每年一两英里（即数千米）的速度漂浮。
　　孤波无法通过常规监测格陵兰冰川消融的手段——如通过机载雷达测量冰川厚度——探测到。“即使你就站在那里，也看不见任何孤波的迹象。”论文的合著者、JPL科学家Eric Larour介绍，“你看不见任何裂痕或其他表面不寻常的异象。”
　　研究者在2010年的GPS数据中也发现了相同的波形——这一年的夏天是格陵兰有记录的第二热的夏天。尽管他们没有量化2010年出现的孤波的确切大小和速度，但GPS中的移动波形表明，它应该比2012年出现的波小，但两者速度相近。
　　“我们确定（孤波的）触发机制是表面的融雪与融冰，但我们还没完全了解产生孤波的复杂过程。”主导该研究的JPL科学家Surendra Adhikari表示。
　　在孤波出现的那两个夏天里，位于林克冰川后的格陵兰内陆巨大盆地的表面积雪与冰比以往存有更多水。2012年，超过95%的表面积雪与冰融化了。融水会形成临时湖泊与河流，能快速地流过冰体，排入海洋。“上游水可能开辟了新的排水路径”，论文合著者、来自JPL的Erik Ivins解释道，“这个过程似乎很慢，并且效率很低。”一旦直达冰川底部的通道形成，严重冰融的孤波便开始了。
　　科学家从理论上阐明，新机制结合之前已知的过程，导致了如此快速的冰体移动。大量的水润滑了冰川底部，使冰川更快速地移动，同时也软化了流动冰川与岩石或静止冰的侧边缘。这些变化使冰体向下游滑动特别快，以至于更内陆的冰无法跟上。
　　随着冰体不断向下游移动以补偿损失的质量，冰川在10月至1月间增加质量。Adhikari强调：“这种秋季到仲冬间系统性的冰运输之前从未被发现。”
　　“像2010年与2012年的那种严重消融是破天荒的，但它代表了在可预见的未来不断变暖的气候中会出现的行为类型。”
　　格陵兰海岸散布着超过50个安装在基岩上的GNET测点，它们追踪着地表以下的变化。该网络在美国国家科学基金会（U.S. National Science Foundation）与丹麦与卢森堡的国际伙伴共同合作下安装完成。研究人员利用这些测点的垂直移动来监测北美板块是如何从末次冰期沉重的冰负荷中回升。Adhikari、Ivins与Larour的团队首次开始量化地研究这样一个概念：在适当条件下，水平移动同样能够揭示冰体的变化机制。
　　“这项研究最令人激动的是，我们基本上发现了一种全新而稳健的监测技术，可监控季节或更短时间尺度下的冰流动过程。”Adhikari表示。现有的卫星观测无法提供足够的时间或空间分辨率而难以实现这一点。
　　目前， GNET测点不受任何机构维护。JPL的科学家在从科学角度评估该网络的运维合理性时，首先注意到了林克冰川不寻常的行为。“好家伙！这下还真找到维持它运行的理由了。”Ivins说。

网络转载