随着陆地上的冰融化和海洋的扩张,气候变化导致海平面上升。在不久的将来,海平面上升的幅度和速度将部分取决于冰川崩解事件的频率。当大块冰从终止于海洋的冰川(称为潮水冰川)分离并以冰山的形式落入沿海峡湾时,就会发生这种情况。这些冰川越过地面流向海洋的速度越快,进入海洋的冰就越多,从而增加了海平面上升的速度。

在温暖的夏季,格陵兰冰川的表面会融化并形成大湖,然后可能会流入冰川底部。对内陆格陵兰冰盖的研究表明,这减少了冰与地面之间的摩擦,导致冰在几天内滑得更快。然而,到目前为止,尚不清楚此类排水事件是否会影响潮水冰川的流速,从而影响崩解事件的速度。

为了对此进行调查,牛津大学地球科学系、牛津大学数学研究所和哥伦比亚大学的一个研究小组使用全球定位系统 (GPS) 对赫尔海姆冰川的流速进行了观测,赫尔海姆冰川是导致海平面上升的最大单一冰川。格陵兰。GPS 捕捉到了一个近乎完美的自然实验:对冰川对湖泊排水的流量响应的高分辨率观测。

结果发现,赫尔海姆冰川与内陆冰盖的表现截然不同,后者在湖泊排水事件中表现出快速的下坡运动。相比之下,赫尔海姆冰川表现出相对较小的运动“脉冲”,冰川在短时间内加速,然后缓慢移动,导致运动没有净增加。

研究人员使用冰下排水系统的数值模型发现,这一观察结果很可能是由赫尔海姆冰川沿其河床具有有效的通道和空腔系统引起的。这使得排出的水可以快速地从冰川床中排出,而不会导致总净运动增加。

尽管就海平面上升的影响而言,这似乎是个好消息,但研究人员怀疑,对于没有有效排水系统的冰川可能会产生不同的影响,这些冰川目前表面融化率较低,但由于气候变化(例如南极洲) ,未来会增加.

他们根据较冷的南极潮水冰川的条件运行了一个数学模型。结果表明,在这些条件下湖泊排水会产生冰川运动的净增加。这主要是由于冬季冰下排水系统效率较低,无法迅速疏散洪水。然而,到目前为止,还没有对南极潮水冰川对湖泊排水反应的现场观测。

该研究对一些基于使用卫星观测记录的冰川速度(目前用于海平面上升模型)推断冰川排水系统的常用方法提出了质疑。

主要作者劳拉·史蒂文斯副教授(牛津大学地球科学系)说:“我们在赫尔海姆观察到的是,在湖泊排水事件期间,您可以将大量融水输入到排水系统中,但融水输入当您在排水事件的一周内平均计算时,不会导致冰川速度发生明显变化。”

由于目前可用的卫星冰川速度的最高时间分辨率约为一周,因此像赫尔海姆 GPS 数据中捕获的湖泊排水事件通常不会被注意到。

“这些潮水冰川很棘手,”史蒂文斯副教授补充道。“在我们可以自信地模拟它们未来对大气和海洋变暖的反应之前,我们还有很多需要了解融水排水如何运作和调节潮水冰川速度。”

该研究发表在《自然通讯》上。