赫尔海姆冰川湖上排水的观测

由于陆地冰融化和海洋扩张,气候变化导致海平面上升。冰川崩解事件的发生将影响在不久的将来海平面上升的程度和速度。

赫尔海姆冰川湖上排水的观测

Laura Stevens副教授(右)和合著者Meredith Nettles教授(左,哥伦比亚大学)乘坐直升机接近格陵兰岛的湖面。图片来源:Marianne Okal (UNAVCO, Inc.)。

大块的冰从海洋末端的冰川(被称为潮汐冰川)上断裂下来,落入沿海的峡湾,成为冰山。这些冰川越早从地面流向海洋,越多的冰加入海洋,加速海平面上升。

格陵兰岛的冰川可能在炎热的夏季融化,形成大湖泊,最终可能流经冰川底部。根据对格陵兰岛内陆冰盖的研究,这降低了冰和陆地之间的摩擦,使冰在几天内更快地滑动。

然而,直到现在,人们还不知道这种排水事件是否会影响潮汐冰川的流速,从而影响冰解发生的速度。

哥伦比亚大学的一个研究小组牛津大学数学研究所和牛津大学地球科学系使用了Helheim冰川流动速度的GPS数据来研究这个问题,Helheim冰川是导致格陵兰岛海平面上升的最大单一冰川。GPS记录了冰川对湖泊排水反应的高时间分辨率数据,这是一个近乎完美的自然实验。

研究发现,赫尔海姆冰川的运行方式与内陆冰盖不同,内陆冰盖在湖泊排水事件期间快速向下移动。相比之下,赫尔海姆冰川在短暂加速后又减速时,显示出非常微弱的移动“脉冲”,移动没有净增加。

利用冰下排水系统的数值模型,研究结果表明,这一结果可能是由Helheim冰川沿其河床有一个有效的通道和空洞系统引起的。这使得排水可以在不增加整体净移动的情况下迅速从冰川床中排出。

尽管就海平面上升的影响而言,这看起来是一个好消息,但专家们估计,对于缺乏有效排水系统的冰川,以及目前表面融化量较低但由于气候变化未来可能会增加的冰川(如南极洲),可能会出现不同的结果。

研究人员使用了一个建立在较冷的南极潮汐冰川上的数学模型。研究结果表明,在这些条件下,湖泊排水可能会增加冰川移动。这主要是由于冬季冰下排水系统的效率较低,无法迅速清除洪水。然而,一直没有现场迄今为止南极潮汐冰川对湖泊排水反应的观测。

这项研究对基于卫星测量的冰川速度估计冰川排水网络的几种常用方法提出了质疑(这些方法目前被用于海平面上升模型)。

我们在赫尔海姆观察到的是,在湖泊排水事件期间,可以有大量融水输入到排水系统,但当你在排水事件发生的一周内平均时,融水输入不会导致冰川速度的显著变化

劳拉·史蒂文斯,研究报告第一作者,牛津大学地球科学系副教授

像赫尔海姆GPS数据中检测到的那样的湖泊排水事件经常无法识别,因为目前可以获得的由卫星获取的冰川速度的最大时间分辨率大约是一周左右。

这些潮汐冰川很棘手。在我们有信心模拟它们对大气和海洋变暖的未来反应之前,关于融水排水是如何运作和调节潮汐-冰川速度的,我们还有很多要了解

劳拉·史蒂文斯,研究报告第一作者,牛津大学地球科学系副教授

期刊引用

史蒂文斯l . A。.(2022)潮水-冰川对湖上排水的响应。自然通讯doi.org/10.1038/s41467 - 022 - 33763 - 2

来源:https://www.ox.ac.uk/

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