NASA科学家揭示了格陵兰冰流失的新模式

格陵兰西部的溜冰场冰川，中心有一个融水湖。学分：美国宇航局

NASA在《地球物理研究快报》上发表的一项新研究表明，在格陵兰岛有记录的最炎热的夏天（2010年和2012年）中，该岛西海岸的林克冰川的冰不仅融化得比平时还快，它在巨大的冰川内部滑动就像是温暖的冰柜弹出从塑料外壳中滑出一样。波浪持续了四个月，上游的冰继续向下移动，以替代丢失的物质至少四个月。

这种长久以来的质量损失脉动，称为孤波，是一个新发现，随着气候继续变暖，格陵兰可能会持续发生冰流失的可能性增加，这对未来海平面上升的速度有影响。

来自美国加利福尼亚州帕萨迪纳市NASA喷气推进实验室的三位科学家进行的这项研究，是第一个使用GPS传感器的水平运动来精确追踪冰川融化的冰川造成的质量损失的研究。他们使用了格陵兰GPS网络（GNET）中单个传感器的数据，该传感器位于Rink Glacier旁边的基岩上。有关研究的论文在线发表在《地球物理研究快报》上。

溜冰场是格陵兰岛通往海洋的主要出口之一，在2000年代初期每年排水约110亿吨（千兆吨）的冰，大约相当于30,000座帝国大厦的重量。但是，在2012年炎热的夏天，它又以孤立波的形式损失了6.7吉字节的质量。以前观察到的熔化过程无法解释这么多的质量损失。

在最初的三个月中，海浪在6月至9月期间以每月约2.5英里（4公里）的速度穿过流动的冰川，在9月增加到7.5英里（12公里）。运动中的质量为每月1.7吉吨，上下浮动约半吉吨。溜冰冰川通常以每年一英里或两英里（几公里）的速度流动。

监测格陵兰岛冰流失的常规方法无法检测到该波，例如用机载雷达测量冰川的变薄。JPL科学家，新论文的合著者埃里克·拉鲁尔（Eric Larour）说：“您实际上可以站在那儿，而且看不到任何潮汐迹象。”“您不会看到裂缝或其他独特的表面特征。”

研究人员在2010年的GPS数据中看到了相同的波型，这是格陵兰有记录的第二个最热的夏天。尽管他们没有量化2010年海浪的确切大小和速度，但GPS数据中的运动模式表明它一定小于2012年海浪，但速度相近。

该动画显示了一个孤波在2012年穿过格陵兰Rink冰川的情况，该波是由GPS站的运动记录的（带有箭头的圆圈）。流动中较深的颜色表示质量损失，红色表示质量增加。星星标志着波浪的中心。学分：NASA / JPL-加州理工学院

负责这项研究的联合研究实验室的科学家苏伦德拉·阿迪卡里（Surendra Adhikari）说：“我们确定触发机制是雪和冰的表面融化，但我们还没有完全理解产生孤波的复杂过程。”

在发生孤波的两个夏天期间，林克冰川后面格陵兰岛内部巨大的盆地表面积雪和冰块容纳的水比以往任何时候都要多。2012年，超过95％的地表冰雪融化。融水可能会形成临时的湖泊和河流，这些湖泊和河流会迅速流过冰层并流向海洋。JPL的合著者埃里克·伊文斯（Erik Ivins）解释说：“上游的水可能必须开辟新的排水渠。”“它可能运行缓慢且效率低下。”一旦水形成了通往冰川底部的通道，强烈的损失浪潮就开始了。

科学家们认为，先前已知的过程相结合，使质量如此之快地运动。大量的水润滑了冰川的底部，使其移动得更快，并软化了流动的冰川与岩石或静止的冰相遇的边缘。这些变化使冰块向下游滑动得如此之快，以至于内陆的冰块无法跟上。

从十月到一月，冰川不断增加质量，因为冰继续向下游移动，以弥补损失的质量。Adhikari强调说：“以前没有认识到这种在秋季到冬末期间进行系统的冰运输的方式。”

Ivins补充说：“像2010年和2012年那样的剧烈融化是没有先例的，但是它代表了我们将来可能会在变暖的气候中期望的那种行为。”“我们正在看到一个不断发展的系统。”

格陵兰岛的海岸上点缀着50多个GNET站，这些站安装在基岩上，用于跟踪地球表面以下的变化。该网络是由美国国家科学基金会以及丹麦和卢森堡的国际合作伙伴共同合作安装的。研究人员利用这些台站的垂直运动来观察北美构造板块如何从上一个冰期的沉重冰负荷中反弹。阿迪卡里（Adhikari），伊文斯（Ivins）和拉鲁（Larour）是第一个定量研究这种思想的人，在适当的情况下，水平运动也可以揭示冰团的变化方式。

“使我们的工作令人兴奋的是，我们实质上正在确定一种新的，强大的观测技术，以在季节性或更短的时间尺度上监测冰流过程，” Adhikari说。现有的卫星观测不能提供足够的时间或空间分辨率来做到这一点。

当前没有任何机构维护GNET站。JPL的科学家首先检查了Rink Glacier的异常行为，然后研究了是否有任何科学理由使网络保持运转。

“男孩，我们找到了，”艾文斯说。

出版物：S. Adhikari，E.R。Ivins，E.Larour，“由于强烈的格陵兰融化而放大并在固体地球变形中检测到的大量运输波”，GRL，2017年； DOI：10.1002 / 2017GL073478