南极大湖的突然消失留下了巨大的陨石坑- 2000亿加仑的水消失了

陆地卫星8号南极冰圈夏季融水

Landsat 8南极Doline的图象与夏天熔融水。信用:美国宇航局

详细的观测有助于更好地了解未来冰架的稳定性。

包括来自加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋研究所的几名科学家在内的一个全球科学家团队发现,在南极冰架的表面上,一个覆盖着冰的大而深的湖突然消失了。

该杂志在2021年6月23日发表的一项研究中记录了这一罕见事件《地球物理研究快报,在2019年南极冬季发生在东南南极洲的Amery Ice架,估计600-750万立方米(21-260亿立方英尺或160-200亿加仑)的水,约为圣地亚哥的两倍海湾,失去了海洋。

研究作者使用的是从雷达卫星中使用的图像,这些卫星可以在极性夜晚“看到”,以便在6月份将事件的时序命中到一周或更短的时间。排水后,代替湖泊,冰架表面上有一种陨石坑状凹陷,覆盖大约十六平方公里(4.25平方英里)。这种表面凹陷,称为冰“Doline”,包含冰盖的骨折残骸。

可视化600-750万立方米的水

可视化的6 - 7.5亿立方米随着冰雪覆盖的湖泊的消失消失在海洋中。资料来源:加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋研究所的菲利普·阿恩特

“我们相信这个深湖的重量的水积累了裂缝的冰架下湖,这一过程称为水力压裂,导致水枯竭的大海,”研究报告的主要作者说罗兰·华纳,冰河学家与澳大利亚塔斯马尼亚大学的南极洲项目伙伴关系。

水力压裂过程中都会涉及到小冰架的坍塌在南极半岛,在融水形成表面的冰架在南国的夏天,但不是经常看到开车穿过冰一样厚的1400米(4590英尺)在这个位置的冰架测定。

澳大利亚冬季事件也被美国宇航局的ICESAT-2上的绿光激光仪器捕获。该卫星透射光子的脉冲,并准确地定位其从地球后面接收的每个光子的反射点。

在湖泊排水之前和之后,在精确的地面轨道上重复ICESat-2的轨道,揭示了破坏的垂直规模。尽管水的损失使漂浮的冰架变轻,海洋压力使其向上弯曲,湖面表面在多林洞中下降了多达80米(260英尺),湖的周围上升了多达36米(118英尺)。

陆地卫星8图像美国南部冰架

Landsat 8在南方阿梅利冰架上展示了排水前的冰覆盖的湖泊和夏季熔融水。信用:美国宇航局

“看到ICESAT-2令人兴奋的是,在这种良好的空间规模上显示美国的进程详情,”Scripts的海洋学机构的冰川学家联合作用了Helen Amanda Fricker,他们长期学习活跃子glacial lakes, discovering them in 2007. “Since surface meltwater on ice shelves can cause their collapse which ultimately leads to sea-level rise when grounded ice is no longer held back, it’s important to understand the processes that weaken ice shelves.”

近几十年来,空气温度上升,一些冰架经历了更大的表面熔化,最近的未来变暖的模型预测表明,趋势持续和创造更多的熔化湖泊。这增加了广泛的水力安全性的风险,这可能导致冰架塌陷,允许从接地的冰盖上较快地排出冰并增加海平面。研究人员表示,现在,也应考虑在未来变暖的投影中考虑厚厚的冰架的深度,冰盖湖泊和水质磨碎的流动。

该团队还使用了由明尼苏达大学极地地理空间中心(PGC)绘制的地表高程地图,表明破坏改变了60平方公里(23平方英里)的区域景观。

使用腔体的体积和隆起的程度来计算对海洋失去的水量。虽然阿梅利冰货架确实在南美夏天有许多熔化湖和溪流,但湖泊排出的湖泊迷失的水量是莫斯特水的投入数量很多。

湖的隆起创造了一个新的湖泊原来的一个新湖。在下一个融化季节,这湖在几天内填满了每天超过一百万立方米并溢出到多底腔中。当ICESAT-2再次越过Doline后几天后,该团队能够测量20米(65英尺)宽,新切入达林的熔融通道,在三米的深度检测水面,并从中散射的光子流床进一步三米以下。

作者说,现在就得出这个融水湖的排水与南极洲周围气候变暖等更广泛趋势有关的结论还为时过早。弗里克说,有了这种新的观测能力,以及越来越多的ICESat-2和PGC数据被收集起来,他们将能够进一步了解这些深湖有多普遍,以及它们是如何随着时间演变的。

哥伦比亚大学拉蒙特多尔蒂地球天文台(Lamont Doherty Earth Observatory at Columbia University)教授、协助测量地表融水的合著者乔纳森·金斯莱克(Jonathan Kingslake)说:“这一突然事件显然是冰盖下数十年融水积累和储存的顶峰。”

新形成的冰链的未来是不确定的。它可能会再次积累融水或更频繁地排入海洋。似乎该裂缝在2020年融化季短暂重新开放。可以肯定的是,科学家们现在正在关注。

参考:《东南极洲Amery冰架上快速形成的冰架》,作者:Roland C. Warner、Helen A. Fricker、Susheel Adusumilli、philip Arndt、Jonathan Kingslake和Julian Spergel, 2021年6月23日,《地球物理研究快报
gl091095 DOI: 10.1029/2020

这项研究由美国国家航空航天局和国家科学基金会资助。Scripps海洋学的其他合著者包括研究生Susheel Adusumilli和Philipp Arndt。

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