今日消息 斯坦福大学科学家发现海平面上升的关键性缺失部分

寻求了解南极洲冰雪融化将如何影响地球海洋的科学家们经常会使用计算模型。他们最近的努力集中在冰层的几何形状、断裂和表面融化--这些过程有可能触发或加速冰层的质量损失。现在，研究人员已经确定了一个可能对冰原未来产生类似重大影响的额外过程：在陆地和其上方数英里厚的冰原的界面上的冰床解冻，称为基底解冻。

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这项新研究确定了目前没有失去大量质量的地区，但如果它们解冻可能会跟一些对海平面上升贡献最大的地区--如斯怀茨(Thwaites)冰川--相媲美。南极洲的面积为14,200,000平方公里，约比美国的面积大45%。易受影响的地区包括一个比加利福尼亚更大的面积。这项研究将于今日发表在《自然通讯》上。

“你不一定能假设目前被冰封的地方会一直被冰封，”研究论文作者Dustin Schroeder说道，“这些地区可能是未被充分重视的潜在贡献者。”。据悉，他是斯坦福大学Doerr可持续发展学院的地球物理学副教授。

不寻常的嫌疑者

最近的理论工作表明，基底融化可能在短时间内发生，这构成了模拟的基础。该研究的合著者使用数字冰原模型测试了关于这种解冻的开始是否会导致100年内的重大冰损失的假设。他们发现，触发解冻引发了冰原区域的质量损失，而这些区域在该时间尺度上通常跟不稳定和海平面贡献无关。

研究报告的第一作者、地球物理学博士生Eliza Dawson说道：“在整个大陆范围内，几乎没有研究解冻的开始--从冰冻的冰过渡到处于融化点的冰，在那里，床面的一点点水就会导致冰的滑动。我们有兴趣了解解冻会产生多大的影响以及冰原的哪些区域可能最容易受到影响。”

科学家们根据冰原在其下面的土地上滑动所引起的摩擦力的变化模拟了南极洲底部的温度变化。模拟结果显示，在东南极洲--与西南极洲相比目前被认为是一个相对稳定的地区，Enderby-Kemp和George V Land地区将对其底部的解冻最为敏感。在乔治五世地，他们还强调，如果解冻发生，George V Land会成为一个主要的海平面贡献者--这一特征在规模上跟南极洲西部快速演变和可能不稳定的斯怀茨冰川相当。

“现在整个社会都在关注斯怀茨冰川，但一些通常被认为是大的、有影响的变化的地区并不是这项研究中最具挑衅性和影响的地区，”Schroeder说道。

温度很重要

由于南极洲的位置和极端条件，关于冰原的信息是有限的。关于其冰冻外表下的土地，人们知道的就更少了。

Schroeder表示：“在这些偏远的地方，测量冰床是一项巨大的努力--我们有技术可以做到，但你真的需要选择地点，有时需要几年的时间，需要野外营地，需要特殊设备去做。这很困难，也很昂贵。”

为了填补信息空白，科学家们依靠冰块如何滑动的物理学原理--温度的变化如何影响冰原流动和演变的方式。在后续工作中，研究人员们计划开发和应用基于雷达的分析方法来研究这些关键地区的冰原床的温度。

Schroeder称：“你需要知道那些重要的区域，这就是Eliza论文的变革性贡献。它提出了这些广泛的问题。这是否重要？如果它重要那么在哪里？我们希望这种方法能给社区一些优先权，让他们知道在哪里寻找，为什么寻找，并避免走盲道。”

沉睡的巨人？

科学家们目前还不知道在这项研究中确定的潜在易受影响的地区，什么力量最能引发海床解冻--或者它们多快能做到这一点。一个可能的驱动力是海洋条件的变化，南极洲其他地方也是如此。

“温暖的海水不一定像在西南极洲的部分地区那样到达这些东南极洲地区，但它就在附近，所以有可能会发生变化。当你考虑到最近的理论工作表明，冰床的热过程可以很容易激活--甚至是自发的--它使得冰床的近期解冻似乎比我们想象的要容易得多，”Schroeder解说道。

这项研究表明，测量、理解和模拟冰原底部的温度对于理解我们的未来非常重要，因为海平面上升预测中最大的不确定性是那些能改变像格陵兰岛和南极洲这样的巨大冰原行为的过程的贡献。

Dawson说道：“为了更仔细地观察这篇论文所确定的这些区域，将需要开展后续工作。表明冰床的解冻可以导致冰盖的质量损失，这是一个社会需要了解并真正开始关注的过程--特别是在这些潜在的脆弱地区。”