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南極冰山脫離冰架 能使海平面上升?

2020-12-17 16:34:13來源:科普中國

上周四,一則面積大小接近上海的南極冰山與冰架分離的新聞,再次讓遙遠(yuǎn)的南極登上了各大網(wǎng)站科技版面的頭條。這條新聞包含了豐富的冰凍圈科

上周四,一則“面積大小接近上海的南極冰山與冰架分離”的新聞,再次讓遙遠(yuǎn)的南極登上了各大網(wǎng)站科技版面的頭條。這條新聞包含了豐富的冰凍圈科學(xué)和海洋科學(xué)知識,今天就來為大家解讀一下。

人類認(rèn)識冰山的歷史

新聞中的這座冰山被稱為“史上最大的冰山之一”,這里的“史上”是從什么時候開始呢?

人類認(rèn)識冰山的歷史確實很長了,早在上上個世紀(jì),冰山就已經(jīng)出現(xiàn)在航海者的記錄中。而發(fā)生在上個世紀(jì)的冰海沉船慘案,也讓這些游蕩在高緯度海洋的大家伙聞名世界。但是,對于冰山的系統(tǒng)觀測,卻是最近幾十年才開始的。

因為在茫茫大海上遇到漂浮的冰山,船員們首先想到的是躲避,而不是測量。就算有人會估算一下高度和長度,或者利用雷達(dá)掃描圖上的冰山圖像,算出冰山的面積,那也只是零星的觀測。

上個世紀(jì)70年代,借助于飛速發(fā)展的航天技術(shù),人類才得以從太空一窺極地冰雪世界的全貌,也開啟了對冰山的全面追蹤觀測。1978年,美國國家冰中心(USNIC)開始發(fā)布南極冰山信息,對長度超過10海里的大冰山進(jìn)行編號和追蹤。這樣說來,“史上最大冰山”應(yīng)該是從1978年算起。

從衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)中識別出的每一座大冰山會有一個固定的編號,編號的第一個字母表示最初發(fā)現(xiàn)冰山的經(jīng)度區(qū)間,從0度經(jīng)線開始向西,每90度一個,依次為ABCD共4個;后面的兩位數(shù)字表示在此區(qū)間內(nèi)新發(fā)現(xiàn)的冰山序號。

這座新生的冰山,已由USNIC命名為A-68,就是自1978年以來,在0°~90°W之間發(fā)現(xiàn)的第68座大冰山。USNIC預(yù)測,在未來的幾個月中,A-68將隨著威德爾流渦向東-東北方向漂移;在進(jìn)入更北部的南極繞極流之前,A-68有可能分裂為幾個更小的冰山。這些小冰山,將依次命名為A-68A,A-68B等。

史上最大冰山,不僅面積大,體積也大。這座新生的大冰山,體積算出來是一萬億平方米。那么,咱們是怎么算出這個體積的呢?衛(wèi)星能測量出冰山的出水高度,由此計算出冰山水上部分的體積,水下部分,衛(wèi)星無能為力了,就要靠咱人類的智慧,用浮力定律來解決。

經(jīng)常上頭條的拉森冰架

新聞中說這座冰山是從拉森C冰架上掉下來的。如果你關(guān)注此類消息,可能聽說過拉森C的姐姐——拉森B,她在十幾年前的粉碎性崩解也曾上過頭條。2002年2月,在一個多月的時間里,接近四分之一的拉森B冰架(約3250平方公里)發(fā)生破碎,形成數(shù)千座冰山,真真是碎了一地。

衛(wèi)星圖片顯示,冰架表面先行融化,融水匯積成無數(shù)淡藍(lán)色的水池(融池),并向下滲透到冰架內(nèi)部,生生將原來堅如磐石的冰架整成了“豆腐渣”。后來的研究還發(fā)現(xiàn),升溫的海水也是冰架解體的幫兇。

拉森B還有個大姐,拉森A,這個冰架崩解得更早,是在1995年,那時國內(nèi)還沒有幾個人聽說過冰架這個詞。

打開國內(nèi)出版的世界地圖,在南極那里你能看到冰架的另一個名字——陸緣冰。顧名思義,這是位于陸地邊緣(之外)的冰,也就是在海里的冰。這些冰不是由海水凍結(jié)形成的海冰,而是從陸地進(jìn)入海洋的冰川冰。

寒冷的南極大陸上,積雪終年不化,數(shù)百萬年來形成了厚達(dá)兩千米的冰蓋。整個冰蓋可以劃分為若干條冰川。冰川(俗稱冰河)這個詞非常形象,南極大陸上看起來堅硬無比的冰其實一直在不停流動,而且像江河一樣,也是從高向低流,最終奔向大海。

當(dāng)然這個速度超慢,最快的也不過每年移動幾米。在合適的條件下,流入海洋的冰會浮在海上,且與后面的冰川連為一體,就形成了冰架。簡單地說,冰架就是陸地冰川入海形成的。冰架這個詞也很形象,既然是架子,下面就需要有支撐。

支撐冰架的通常是海岸,凹進(jìn)去的海灣兩邊都有海岸,這里就成了冰架出現(xiàn)最多的地方。例如,南極最大的海——威德爾海中有菲爾希納-龍尼冰架,羅斯海中有羅斯冰架,而世界大洋的最南端實際上是在羅斯冰架之下。

冰架下的海洋仍是人類尚未涉足的領(lǐng)域,冰架崩解后,原來被數(shù)百米厚冰所覆蓋的海洋就完全暴露出來??疾齑K于可以進(jìn)入這片海域,進(jìn)行觀測了。

南極海洋生物資源養(yǎng)護(hù)委員會已于2016年決定,所有因冰架退縮或崩解而暴露出來的新海域?qū)⒆詣邮艿奖Wo(hù),成為科學(xué)研究的專用區(qū)域,以便能夠發(fā)現(xiàn)和研究新的物種和生物群落。拉森B冰架部分崩解后,發(fā)現(xiàn)的新物種也曾上過新聞頭條,有興趣的讀者可以去了解一下。

冰山入海能不能使海平面上升?

如此巨大的一塊冰掉進(jìn)海里,會不會引起海平面上升呢?大多數(shù)新聞報道引用了英國研究團(tuán)隊的觀點:“這座冰山與冰架分裂前已經(jīng)漂浮在海面上,因而不會對海平面高度立即造成影響。”而實際上,已經(jīng)漂在海里的冰(包括冰山、冰架和海冰),即使全部融化,也不會造成海平面升高。

如果你能做對前面的冰山體積估算題,應(yīng)該能想明白這個問題。如果還不明白,可以拿一杯加冰塊的飲料,耐心觀察一下冰塊融化會不會改變液面高度。雖然北極海冰正以驚人的速度在減少,甚至在本世紀(jì)可能出現(xiàn)夏季無冰的北冰洋,但咱們也不必?fù)?dān)心海冰融化會引起海平面升高。

不過,失去了冰架的支撐,冰川會以更快的速度進(jìn)入海洋。本來在陸地上的冰川,進(jìn)入了海洋,無疑會增加海水總量,造成海平面上升。有報道中提到:“一些研究人員估計,如果拉森C冰架后方的冰川全部進(jìn)入海洋,全球海平面可能上升大約10厘米。”不過,這只是一個簡單的換算,并沒有人能知道這個“如果”什么時候才會發(fā)生。

通常,冰架崩解后,隨著后續(xù)冰川的流入,還會擴(kuò)展到接近以前的規(guī)模,構(gòu)成冰架周而復(fù)始的生命循環(huán)。對于這次的冰山分離,英國的研究團(tuán)隊也認(rèn)為,屬自然現(xiàn)象,與全球變暖沒有直接關(guān)聯(lián)。

雖然南極冰山入海,引起了公眾對海平面上升的擔(dān)憂,但是對海平面上升影響最大的冰川并不在南極。二十多天前,中國海洋大學(xué)教授陳顯堯發(fā)表在《自然?氣候變化》雜志上的論文提到,最近二十年的海平面加速上升,最大的貢獻(xiàn)者是格陵蘭冰蓋,其對海平面上升速率的貢獻(xiàn)從1993年的不到5%增加到2014年的25%;而南極冰蓋損失造成的海平面上升則基本保持不變。

格陵蘭冰蓋與南極冰蓋是地球上僅存的兩個冰蓋,前者的規(guī)模遠(yuǎn)小于后者。格陵蘭冰蓋已經(jīng)退縮到海岸線以內(nèi),因而沒有大型的冰架。雖然不可能發(fā)生冰架崩解這種大規(guī)模的變化,但是格陵蘭冰蓋一直在加速融化,這才是海平面加速上升的真正幕后推手。

衛(wèi)星高度計觀測(黑色點線)顯示1993-2014年間全球平均海平面加速上升。對海平面上升的主要貢獻(xiàn)來自于海水受熱膨脹、陸地冰川融化、陸地存水以及格陵蘭島和南極冰蓋的融化,其中格陵蘭島冰蓋的加速融化是導(dǎo)致全球平均海平面加速上升的主要原因;

關(guān)鍵詞: 南極冰山 脫離 冰架

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