融化

法国的勃朗峰和瑞士的大科姆宾冰川的冰首次被转移到南极洲，目标明确：保存地球的气候记忆。因此，一个为长期而设的圣地诞生了。 这些样本存储在冰记忆档案中，这是一个在南极冰层下挖掘的洞穴，靠近康科迪亚科学基地。这样，它们就免受其他地区冰川融化的威胁。 此外，该项目旨在保存不可重复的信息。每一层冰都保存着数百年来气候、大气和人类活动的迹象。 从欧洲心脏到地球南端 勃朗峰和大科姆宾的样本在受控条件下从欧洲运送，一直保持在零度以下的温度。然后，它们被放置在南极高原的九米深处。 这次转移标志着一个科学先例。因此，在未来几年中，将加入来自玻利维亚、塔吉克斯坦和其他山区地区的冰川冰。 这样，南极洲在加速变暖的背景下巩固了其作为全球冰冻圈避难所的地位。 与全球冰川融化的竞赛 阿尔卑斯山的冰川正在持续退缩。因此，科学家们警告说，许多冰川可能在本世纪末之前消失。 面对这种情况，保存样本变得迫在眉睫。每一个消失的冰川都抹去了一个无法重建的自然档案。 因此，冰记忆不仅是一个科学项目，也是对气候系统脆弱性的警示。 南极洲与阿尔卑斯山：共同点是什么 尽管相隔数千公里，南极洲和阿尔卑斯山在地球的气候平衡中扮演着关键角色。它们都作为大型热调节器和淡水储备。 此外，它们的冰川作为自然档案。冰中保存着气泡、火山颗粒和生物痕迹，可以重建环境历史。 然而，它们也面临着共同的威胁：全球温度的上升。当阿尔卑斯山迅速失去质量时，南极洲面临可能改变其长期稳定性的变化。 一个面临环境和政治挑战的圣地 冰记忆圣地位于国际协议保护的区域。尽管如此，其持续性依赖于政治和科学的持续承诺。 洞穴结构可以随着时间的推移进行调整，从而确保样本在几十年内的安全。然而，最大的风险仍然是面对气候变化的不作为。 因此，勃朗峰和阿尔卑斯山的冰，现在被保存在南极洲，成为一个象征：保存地球的记忆也是保护其未来。

在阿蒙森海（西南极），一台由国际团队操作的康士伯Hugin自主水下航行器，其中包括哥德堡大学的参与，深入到多森冰架下方17公里。在那里，它绘制了六张高分辨率的冰“天花板”地图，并测量了南极的洋流、温度、盐度和冰融化情况。 发表在《科学进展》上的结果描述了一个挑战均匀融化理念的水下景观：冰根据水流速度、热含量和裂缝的存在以不同方式侵蚀。 水下景观特征 地图揭示了三个关键元素： 阶地：宽度在200到2000米之间的平坦表面，由高达5米的墙壁界定。在某些区域，它们像从下方雕刻的台阶一样堆叠在多个层次。 “泪滴”：向上雕刻的空穴，长度在20到300米之间，典型的凸起为14米。在表面上不可见，因为冰的内部应力阻止了基底凸起转化为外部信号。 全厚度裂缝：一些被基底融化改变，基底被侵蚀并伴有相关标记。Landsat分析表明，几个裂缝起源于九十年代，并随着时间的推移而扩展，显示出几十年的渐进侵蚀。 两个海洋学制度 研究表明，多森的融化并不均匀： 东部：通过深水通道接收相对温暖和咸的水（mCDW）。冰更厚（300–400米），基底融化约为每年1米。 西部：主导着更冷、更浅但更快的水流，促进了通道的形成，平均融化为每年15米，冰更薄（250米）。 差异不仅是热的：在西部，剪切引起的湍流将热量混合到冰-海洋界面，加速了融化。 关于形态的假设 “泪滴”可能由与埃克曼动力学相关的湍流羽流引起，由冰中的裂缝或释放的岩石触发，并由于地球自转效应而不对称传播。 阶地可能是冰基底温暖水体间歇入侵的痕迹，如2014年至2016年间附近海洋锚定记录的情况。 物流挑战 在冰架下操作意味着极端限制：没有GPS或无线电通信，车辆执行其路线，只有在浮出水面时才能传输数据。 在2024年2月，在多森下方的最后一次任务中，机器人没有返回。国际思韦茨冰川合作报告称，它可能仍在冰架下方。 研究的连续性 车辆的丢失并未停止项目。康士伯宣布，哥德堡大学将用新的Hugin替代它，得益于保险资金和私人捐赠，以恢复在南极的探险。 获得的地图显示，基底融化组织成具体特征——阶地、通道、裂缝和“泪滴”——集中热量传递和损害。研究警告说，这种过程的多样性必须纳入模型中，以改善对未来融化的预测，这是理解气候变化对南极冰架稳定性影响的关键。

北极经历了自有现代记录以来最温暖的时期，气温远高于最近的平均水平。这种上升不是孤立的：它涵盖了整个季节，并巩固了一种持续的趋势。极地地区再次成为 全球气候变化的主要焦点之一。 这种加速变暖证实了北极比地球其他地区反应更快。热稳定性的丧失改变了以前保持平衡的自然过程。观察到的变化不再是例外，而是新的气候常态的一部分。 这一现象威胁到脆弱的生态系统和气候系统，这些系统影响整个北半球。过程的快速性减少了自然适应的余地。科学警告采取行动的时间正在急剧缩短。 冰层退缩与气候放大 海冰减少是北极变暖的核心驱动力之一。失去白色反射表面后，黑暗的海洋吸收更多的太阳能。这加强了变暖循环，加速了每年的冰雪融化。 大气中水汽的增加起到了毯子效应。热量被困在地表附近，阻碍了自然热调节。这种机制放大了高纬度地区全球变暖的影响。 海冰达到了历史最低的范围，影响了依赖冰的物种。海洋哺乳动物失去了狩猎、迁徙和繁殖的平台。北极的生态平衡变得越来越不稳定。 可见的生态转变 更温暖和潮湿的气候推动了苔原植被的变化。温带地区典型的植物向北推进。这个过程被称为北方化，重新定义了北极景观。 永冻土的融化释放出矿物质并改变水质。河流和小溪呈现橙色，显示出环境退化的迹象。水生生物多样性面临越来越恶劣的条件。 这些转变影响了整个食物链。适应极寒的物种失去了历史栖息地。该地区的生态恢复力受到严重威胁。 北极变暖的全球后果 北极作为全球气候的调节器。其变暖减少了极地与中纬度之间的温差。这有利于其他地区极端天气事件的出现。 强烈的寒潮可能会向有人居住的地区移动。同时，不规则降雨和严重的气象现象增加。影响波及农业、基础设施和粮食安全。 此外，冰雪融化改变了北大西洋的关键洋流。这些变化可能会改变全球范围内的气候模式。北极发生的事情不再是遥远的：它影响着整个地球。

螺旋状的海底风暴加速了派恩岛和思韦茨冰架的融化，这两个冰川是对未来海平面最为关键的南极冰川。 这一现象是由发表在《自然地球科学》上的一项研究揭示的，该研究深入分析了这一迄今为止鲜有研究的现象。 看来，这些海洋涡流实时改变了南极的解冻动态。 在数小时内侵蚀冰川的涡流和风暴 海底风暴，技术上称为次中尺度，是迅速改变其路径并引发不同温度水体强烈混合的海洋涡流。 “想象它们像小型的水涡，以高速旋转，就像在杯子里搅动水一样，”加州大学的马蒂亚·波内利解释道。 然而，在海洋中，这些现象的范围可达9.6公里。 当温暖的水和冷水相遇时，它们会形成类似于大气中发生的湍流。 涡流在冰架下移动，移走海底的温暖水体。这增加了易受影响的冰基的融化。 “我们正在以非常短的时间尺度观察海洋，类似于气候的时间尺度。这对于南极研究来说是不寻常的，”达特茅斯学院的工程副教授中山义博指出。 一个自我强化的循环 科学家们确定，海底风暴与其他短期过程一起，导致了九个月内20%的融化。 “由于其混乱的性质，单独量化风暴的确切贡献是困难的，”波内利承认。 然而，他强调“这些事件似乎在短期内发挥了重要作用。” 最令人担忧的发现是存在一个反馈循环。当风暴侵蚀冰层时，进入海洋的淡水和冷水量增加。 这与海底的盐水和较温暖的水混合，增加了湍流并加速了融化速度。 “在更温暖的气候中，这种正反馈循环可能会增强强度，”斯克里普斯海洋研究所的科学家莉娅·西格尔曼警告道。 南极风暴，对冰川和海平面的威胁 思韦茨冰川，被称为“末日冰川”，被认为是世界上最危险的冰川。这是因为它能够突然提高海洋的水平。 南极的冰架发挥着重要作用： 它们包含冰川并减缓其流向海洋 它们充当西南极冰盖的塞子 防止大陆冰的大规模崩溃 思韦茨的崩溃将特别令人担忧，因为它含有足够的水可以使海平面上升超过60厘米。 如果完全失稳，海平面可能会上升到三米，影响沿海地区的数百万人。 英国国家海洋学中心的研究员蒂亚戈·多托称这项研究揭示的融化规模“令人惊叹”。 “这项研究很重要，因为它揭示了小型海洋结构在冰架底部融化中的作用，”他表示。 获取更多真实数据的紧迫性 由于南极的冰架位于地球上最偏远和难以到达的地方之一，科学家们在很大程度上依赖于计算机模拟。 “这类研究很引人入胜，但它们是计算机模型，”纽约大学的大卫·霍兰德指出。因此，他强调获取更多真实数据的紧迫性。 科罗拉多大学博尔德分校地球科学与观测中心的泰德·斯坎博斯强调，“数百个因素的重要性与冰盖的分解相似。” “研究这些小规模的海洋现象是下一个前沿。这对于海洋与冰之间的相互作用至关重要，”西格尔曼总结道。 这位科学家明确表示，必须在季节和年份中收集更多数据。这对于全面了解海底风暴的变化是必要的。

一个由美国、英国、加拿大和法国的研究团队记录了位于南极半岛的Hektoria冰川前所未有的退缩。 在2022年11月至12月之间，该冰川在短短两个月内损失了超过八公里的冰，速度是此前观测到的此类冰川的十倍。 这一发现发表在《自然地球科学》杂志上，构成了对陆地冰川监测的历史记录。 陆地冰川从未见过的速度 通常，位于岩石上的极地冰川每年会退缩几百米。对于Hektoria，科学家通过卫星图像、空中飞行和高程数据计算出其损失达到了每天800米。 “非凡的是，这发生在基于岩床的冰上，而不是浮冰，并且仅在两个月内发生，”图卢兹大学的冰川学家和研究的共同作者Etienne Berthier解释道。 为何重要：对海平面的影响 与浮冰不同，其融化不会显著改变海平面，陆地冰川的退缩直接导致海洋上升。 理解极地冰川的行为及加速其退缩的因素对于更精确地预测海平面上升至关重要，这一现象威胁着全球沿海地区的数百万人。 与遥远过去的类比 现代观测从未记录过如此规模的退缩。然而，地质研究表明，大约20,000年前，在覆盖斯堪的纳维亚的极地冰盖退缩期间，曾有过类似的冰损失速度，达到了每天数百米。 这表明在加速变暖时期，极地冰盖可能会出现极端不稳定性，带来全球性后果。 解释Hektoria退缩的因素 研究人员将这一现象归因于两个主要因素： 平坦的海岸地形：小的变化使大量冰暴露于海水接触。 2002年Larsen B冰架的崩溃：这一巨大冰障的消失消除了对该地区冰川的“封堵”，加速了其融化。 据Berthier称，Larsen B的崩溃和Hektoria的记录性退缩是与全球变暖相关的“连锁反应”的一部分。 冰川融化的全球后果 像Hektoria这样的冰川退缩加剧了其他推动海平面上升的过程： 海洋变暖，随着温度升高而膨胀。 世界各地山地冰川的融化。 格陵兰和南极的冰融化，带来大量淡水。 目前，这些因素每个都贡献了全球海平面上升的约三分之一。 来自南极洲的警示 Hektoria冰川的退缩是极地冰盖脆弱性面对气候变化的一个关键指标。 其研究不仅提供了关于冰川动态的前所未有的数据，还加强了减少全球温室气体排放以避免更极端不稳定情景的紧迫性。 南极洲，几个世纪以来被视为不变的大陆，如今被揭示为一个地球的温度计：那里发生的事情预示着将影响全人类的变革。