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格陵兰冰盖底部的融化率极高就像大型水坝产生的水力发电一样

宇宙 2026-05-27 菜科探索 +
简介:研究人员观察到格陵兰冰盖底部的融化率极高,这是由于大量融水从地表落到底部造成的。

随着融水的下降,能量在

【菜科解读】

  研究人员观察到格陵兰冰盖底部的融化率极高,这是由于大量融水从地表落到底部造成的。

随着融水的下降,能量在一个过程中转化为热量,就像大型水坝产生的水力发电一样。

  由剑桥大学领导的一个国际科学家小组发现,融水从冰盖表面下降到冰床(一公里或更远)的影响是迄今为止世界第二大热源之下的最大热源。

冰盖,导致其底部的融化速度非常快。

流入红磨坊的水流到格陵兰的 Store Glacier 河床.jpg

  融水的润滑作用对冰川的运动和排入海洋的冰量有很大的影响,但直接测量一公里冰层以下的条件是一项挑战,尤其是在格陵兰岛,那里的冰川是世界上移动速度最快的地区之一。

  由于缺乏直接测量,因此难以理解格陵兰冰盖的动态行为并预测未来的变化。

由于冰的流失与融化和排放有关,格陵兰冰盖现在是全球海平面上升的最大单一贡献者。

  现在,在《美国国家科学院院刊》上发表的一项研究中,剑桥领导的团队发现,在地表形成的融水的引力能在通过冰上的大裂缝传递到基地时转化为热量。

  每年夏天,随着气温升高和每日阳光的增加,格陵兰冰盖表面会形成数千个融水湖和溪流。

这些湖泊中的许多湖泊迅速流入冰盖底部,从冰中形成的裂缝和大裂缝中落下。

随着溪流和河流的持续供水,地表和河床之间的连接通常保持开放。

格陵兰冰盖底部的融化率极高 就像大型水坝产生的水力发电一样?.jpg

  作为欧盟资助的 RESPONDER 项目的一部分,剑桥斯科特极地研究所的 Poul Christoffersen 教授一直在研究这些融水湖,它们如何以及为何如此迅速地流失,以及它们对全球冰盖整体行为的影响气温继续上升。

  目前的工作包括来自阿伯里斯威思大学的研究人员,是对格陵兰冰盖最大出口之一Store Glacier为期七年的研究的高潮。

描绘“冰盖水力发电”的草图,它使格陵兰冰盖底部的升温和融化速度比以前想象的要快得多.jpg

  “当研究冰盖和冰川的基础融化时,我们关注摩擦、地热能、水结冰时释放的潜热以及上面冰中的热量损失等热源,”Christoffersen说。

“但我们没有真正关注的是排出的融水本身产生的热量。

在水面上形成的水中储存了大量的重力能量,当它下落时,能量必须转移到某个地方。

  为了测量基础融化率,研究人员使用了相位敏感的无线电回波探测技术,这是英国南极调查局开发的一种技术,之前曾在南极洲的浮冰盖上使用过。

  用雷达观测到的基础融化率通常与气象站在地表测量的融化率一样高:然而,地表接收来自太阳的能量,而基地没有。

为了解释这一结果,剑桥大学的研究人员与加州大学圣克鲁斯分校以及丹麦和格陵兰地质调查局的科学家合作。

格陵兰岛商店冰川上带冰上湖的帐篷.jpg

  研究人员计算出,在 2014 年夏季,每天有多达 8200 万立方米的融水被转移到 Store Glacier 河床。

他们估计,在融雪高峰期,落水产生的能量与冰川产生的能量相当。

格陵兰冰盖在盛夏时融化面积扩大到近一百万平方公里,产生的水电比世界十大水力发电站的总和还要多。

  “鉴于我们在高纬度地区目睹的气候变化,这种形式的水力发电可以轻松地增加一倍或三倍,而我们在估计冰盖对海平面上升的影响时,甚至没有包括这些数字,”克里斯托夫森说。

  为了验证雷达系统记录的高基础熔化率,研究小组整合了安装在附近钻孔中的传感器的独立温度测量值。

在底部,他们发现水的温度高达+0.88摄氏度,对于熔点为-0.40度的冰盖底部来说,这是出乎意料的温暖。

格陵兰 Store Glacier 冰上湖附近的 Store Glacier 科学营.jpg

  克里斯托夫森说:“钻孔观察证实,融水碰到河床时会变热。

”“原因是底部排水系统的效率远远低于将水带入冰层的裂缝和管道。

排水效率的降低导致水本身的摩擦发热。

当我们把这个热源排除在计算之外时,理论上的融化速度估计整整差了两个数量级。

下降的水产生的热量正在从底部向上融化冰,我们报道的融化速度完全是前所未有的。

  克里斯托夫森说:“钻孔观察证实,融水碰到河床时会变热。

”“原因是底部排水系统的效率远远低于将水带入冰层的裂缝和管道。

排水效率的降低导致水本身的摩擦发热。

当我们把这个热源排除在计算之外时,理论上的融化速度估计整整差了两个数量级。

下降的水产生的热量正在从底部向上融化冰,我们报道的融化速度完全是前所未有的。

古老的尘埃表明西南极冰盖在最后一个温暖时期的退缩

古老的尘埃表明西南极冰盖在最后一个温暖时期的退缩 来源:神秘的地球 时间:2026年5月27日 16:17 iCESM1模拟的气候参数在上一次间冰期相对于工业化前控制,展示了不同WAIS地形图的相关数据。

柱(从左到右)显示了最后一次间冰期(LIG;MIS 5e)——工业化前控制(PI)在垂直集成蒸气传输(IVT)、粉尘通量、积雪和地面风速等异常,如颜色条所示。

从上到下排列显示了前工业时期的WAIS配置,部分坍塌(主要冰架消失)和完全坍塌(主要冰架消失)。

在风速列中,矢量表示适用于WAIS配置的各LIG气候下近地表风的方向和风力大小,阴影表示LIG与PI风速之间的异常。

艾伦山的分店在所有面板上均以白星标示。

图片来源:自然地球科学(2026年)。

DOI:10.1038/s41561-026-01988-1据哥伦比亚气候学院:根据一项追溯南极冰层中古老尘埃起源的新研究,南极的罗斯冰架和西南极冰盖在地球最近的暖期之一可能规模要小得多。

以往的建模研究表明,西南极冰盖的融化可能会使全球海平面上升三到五米。

研究团队发现,罗斯海周边火山和无冰区域的尘埃取代了来自南美洲的尘埃,后者在寒冷时期是主要来源。

他们认为,这种起源变化反映了罗斯海环境和区域风向模式的显著变化,这些变化源自西南极冰盖的大幅后退。

该研究发表在《自然地球科学》期刊上,分析了南极沿海冰芯中被困的尘埃,该冰芯捕捉了大约129,000至116,000年前的最后一次间冰期(暖冰期)。

尘埃颗粒带有化学特征,揭示了它们的起源,这使研究人员能够追踪罗斯海周边尘埃源随着气候变暖的变化。

“我们在南极冰层中发现了一个此前很少见过的温暖时期火山特征,起初非常令人困惑,”合著者、哥伦比亚气候学派隶属于拉蒙特-多尔蒂地球观测站的地球化学家莎拉·阿伦斯说。

“在尘埃记录中看到火山岩物质表明,罗斯海地区的部分地区可能在那段温暖时期暴露过,”亚伦斯说,他同时也是哥伦比亚大学地球与环境科学系的助理教授。

iCESM1地球系统模型模拟中使用的三种不同的WAIS拓扑图:(a)前工业时期,(b)部分坍塌的WAIS和主要冰架的丧失,以及(c)WAIS完全坍塌且主要冰架丧失。

冰面高度用颜色条表示。

图中地形图根据参考文献30在知识共享许可CC BY 4.0下复制。

图片来源:自然地球科学(2026年)。

DOI:10.1038/s41561-026-01988-1读尘埃该研究使用了在东南极艾伦山蓝冰区钻探的冰芯。

该地点靠近东南极冰盖边缘,距离罗斯海约60英里(100公里),因此对南极海岸的环境变化特别敏感。

蓝冰区通过冰流和表面风化的结合,异常接近地表暴露出非常古老的南极冰层。

这种暴露使科学家们能够相对容易地接触到冰层,记录了上一次间冰期前的寒冷冰川条件以及向间冰期过渡的过程。

研究团队测量了冰芯中保存的矿物尘埃的浓度、大小和化学成分。

在最后一次间冰期之前的较冷冰期,尘埃的化学特征与南美南部一致,南美是冰川气候中南极尘埃的著名来源。

在较暖的间冰期,冰层开始记录来自西南极裂谷系统麦克默多海峡附近无冰区域的年轻火山岩物质。

南极温暖时期的冰层通常含有的尘埃远少于冰川冰,因此探测到火山信号尤为重要。

冰芯中缺乏明显的火山层支持了该物质起源于暴露的南极地形,而非孤立火山喷发的解释。

尘埃颗粒的特性也发生了变化。

研究人员在暖区期间发现了更大、更棱角分明的颗粒,包括难以被风长距离传送的粗颗粒。

这一发现进一步加强了其附近南极起源的论点。

“颗粒越大,从大气层中掉落的速度越快,”首席作者、普林斯顿大学博士后研究员奥斯汀·卡特说。

“上一次间冰期的冰层含有更多这些粗颗粒,这表明尘埃来源更接近南极,而非穿越南大洋运输的物质。

”重建不同的罗斯海为了理解导致尘埃源变化的原因,研究人员将冰芯数据与气候模型模拟结合起来。

他们测试了三种不同的罗斯海冰盖情景——前工业时期、部分崩塌和完全崩塌——以观察是否能重现尘埃记录。

卡特说:“我们的模拟显示,罗斯冰架冰的消失导致了沿罗斯海岸线向艾伦山冰芯地点方向的尘埃通量增加、积雪积累和风速增加。

”“这支持了罗斯海开放,甚至在上一次间冰期内西南极冰盖缩小的观点。

”漂浮的罗斯冰架作为屏障,减缓了西南极冰盖向海洋的冰块移动。

大部分冰盖位于海平面以下的基岩上,因此如果罗斯冰架减弱或消失,冰盖尤其容易后退。

一扇通往温暖南极洲的窗口最后一次间冰期是科学家们最清晰的自然例子之一,显示世界仅比今天稍微暖和一点。

当时气温比工业化前高出0.5至1.5摄氏度,但海平面估计远高于现在。

对于研究南极冰的研究者来说,这一时期为理解冰盖如何应对相对温和的变暖提供了重要的对比。

“如果我们知道上一次间冰期我们可能几乎没有罗斯冰架,西南极冰盖也缩小了,这对未来的西南极冰盖稳定性可能不利,”阿伦斯说。

出版信息Austin J. Carter 等,《上一次间冰期变暖期间罗斯冰架和西南极冰盖的缩小》,《自然地球科学》(2026)。

DOI:10.1038/s41561-026-01988-1

无人机鸟瞰 格陵兰岛被“黑雪”覆盖

  9月6日消息,据外媒报道这是一组惊人照片,拍这些照片原本是为了揭示格陵兰冰原的辽阔,相反,它们却展示了一些完全不同的画面----一块被"黑雪"覆盖的黑大陆!专家说,这些照片令他们感到震惊。

冰覆盖上烟灰,致使融化的速度加快。

  这是一组惊人照片,拍这些照片原本是为了揭示格陵兰冰原的辽阔,相反,它们却展示了一些完全不同的画面----一块被"黑雪"覆盖的黑 大陆!专家说,这些照片令他们感到震惊。

冰覆盖上烟灰,致使融化的速度加快。

丹麦与格陵兰地质调查局的詹森-博克斯表示:"我真的感到震惊。

"他和阿伯里 斯特威斯大学研究生约翰尼-赖安在北极圈Kangerlugssuaq地区附近"黑雪营地"的西部冰盖上度过大部分夏天。

当时,这个科研组研究了"黑雪" 现象。

他们发现,该地区在仲夏融化的表面到处都是0.5到1米宽(约合1.5到3英尺宽)的坑洞,而这些坑洞的底部聚集着黑色的沙粒和灰尘。

这种黑物质叫 冰尘,由堆积在表面上的灰尘和烟灰构成,在老冰融化后露出来。

这些黑斑常以微生物粘结在一起。

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