科学家发现南极洲冰架大范围的变薄在20世纪90年代加速

站长云网 2024-03-01 5iter.com 站长云网

新的研究表明,虽然一些南极冰架至少从20世纪70年代起就开始变薄,但大范围的变薄在20世纪90年代加速。对于南极洲周围的许多冰架来说,20世纪70年代是崎岖不平的十年。现在,卫星图像显示,冰架表面曾经明显可见的许多凸起已经变得平滑,这意味着冰架变得更薄、更不稳定。

1973年1月24日大地卫星1号上的多光谱扫描仪拍摄的松岛冰川卫星图像。

2001年12月15日大地遥感卫星7号上的增强型专题成像仪Plus拍摄的松岛冰川卫星图像。

冰架的作用

冰架是陆基冰的延伸,是冰川从海岸延伸到海洋表面的冰舌。地球上的大部分冰架都位于南极洲的边缘,它们在阻挡或支撑来自内陆和上游的冰流方面发挥着重要作用。这种支撑作用可以减缓冰流入海洋的速度,限制海平面上升。厚而稳定的冰架能最有效地发挥这种支撑作用。

冰架变薄的历史透视

此前,科学家们利用自20世纪90年代以来收集的卫星测高数据,发现南极洲西部、南极半岛西部和南极洲东部部分地区的冰架明显变薄。现在,爱丁堡大学的伯蒂-迈尔斯(BertieMiles)和罗伯特-宾汉姆(RobertBingham)利用陆地卫星50年来的图像,对时间进行了更进一步的回溯,以扩大我们对这片变化中的大陆的视野。

他们的研究表明,1973年至1989年期间的冰架变薄仅限于小部分冰架,主要位于南极洲东部的阿蒙森海湾和威尔克斯陆地海岸线。然后,从20世纪90年代开始,冰架减薄迅速蔓延。他们的研究结果发表在2月22日的《自然》杂志上。

20世纪90年代的转折点

对时间的回顾表明,20世纪90年代是一个转折点。宾厄姆说:"虽然以前的许多研究都报告说,自上世纪90年代以来,南极洲周围的冰架一直在变薄,但我们以前并不知道,很多冰架变薄是在那个时候开始的。"


卫星测高数据--测量陆地和冰面的高度在20世纪90年代之前还无法实现,因此迈尔斯和宾厄姆转而使用光学图像来跟踪冰面上凸起的变化。这些凸起是固定点的表面表现--浮冰架固定在海底高点的地方。固定点是冰架厚度的一个有用指标:随着时间的推移,凸起变得越来越小,甚至完全平滑,这表明冰架已经变薄,可能已经失去了固定点。

宾汉姆说:"伯蒂利用大地遥感卫星绘制销钉点脱锚图的新方法,与业界通常使用的更复杂的测高方法一起,可作为冰架厚度变化的代用指标。"

松岛冰川:案例研究

本页顶部的这组图片显示的是松岛冰川,它是阿蒙森海海湾的其中一个区域,在20世纪70年代,该区域的冰层已经开始变薄。1973年1月(上图)冰面上可以看到一些凹凸不平的区域,而2001年12月(下图)冰面则基本平滑。这些图像是用大地遥感卫星1号(上)上的MSS(多光谱扫描仪)和大地遥感卫星7号(下)上的ETM+(增强型专题成像仪)获取的。请注意,这些图像使用了灰度调色板,以实现不同传感器之间更紧密的匹配。

迈尔斯说:"这些图像显示,随着时间的推移,冰架的固定点越来越小,因为温暖的洋流会融化冰架,导致冰架变薄,随后从海底高处脱锚。"

2024年1月20日大地遥感卫星9号上的陆地成像仪2号拍摄的松岛冰川冰架卫星图像。

迈尔斯和宾汉姆的研究结果证实,松岛冰川比大多数南极冰架更早变薄。在研究人员追踪的大约600个钉冰点中,从1973年到1989年,只有15%的钉冰点面积缩小,其中包括松岛冰川上的钉冰点。这一数字在1990年至2000年间增长到25%,在2000年至2022年间增长到37%。

上图是利用陆地卫星9号上的陆地成像仪2号(OLI-2)拍摄的,显示的是2024年1月松岛冰川的冰架。当时,光滑、变薄的冰架前沿和北缘已经失去了更多的冰,南缘的碎冰清晰可见。

随着松岛冰川处于或接近完全失去锚定的状态,其支撑冰层的能力已经降到最低。迈尔斯和宾汉姆在他们的论文中指出,"更令人担忧的"可能是其他主要冰架,这些冰架仍被大量固定,但有迹象表明它们很快就会失去固定点。

参考文献:BertieW.J.Miles和RobertG.Bingham撰写的"1973年以来南极冰架的逐步解锚",2024年2月21日,《自然》杂志。J.Miles和RobertG.Bingham,2024年2月21日,《自然》。

DOI:10.1038/s41586-024-07049-0

编译来源:ScitechDaily

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