据科学家称,从1997年到2021年的25年间,南极洲周围的162个冰架中有71个的体积缩小了,融水净释放到海洋中,总量为7.5万亿公吨。这项研究发表在《科学进展》杂志上。
他们发现,南极洲西侧几乎所有的冰架都经历了冰的损失。相比之下,东侧的大多数冰架保持不变或体积增加。
在过去的25年里,科学家们计算出近67万亿公吨的冰被出口到海洋中,被添加到冰架上的59万亿公吨的冰所抵消,净损失为7.5万亿公吨。
领导这项研究的利兹大学(University of Leeds)研究员本杰明·戴维森(Benjamin Davison)博士说:“冰架退化的情况好坏参半,这与南极洲周围的海洋温度和洋流有关。
“西南极洲暴露在温暖的海水中,这可能会从下面迅速侵蚀冰架,而东南极洲的大部分地区目前受到海岸冷水带的保护,免受附近温暖海水的影响。”
南极洲是一块巨大的大陆,面积是英国的50倍,而且其西部海域的洋流和风与东部海域不同,这使得西部冰架下的海水变暖。
戴维森博士是地球与环境学院极地地区地球观测专家,他说:“我们预计大多数冰架会经历快速但短暂的萎缩周期,然后缓慢地重新生长。相反,我们看到其中近一半正在萎缩,没有复苏的迹象。”
他认为,人类活动引起的全球变暖很可能是冰消失的一个关键因素。如果这是由于气候模式的自然变化,那么在西部冰架上就会有一些冰再生的迹象。
冰架漂浮在南极洲周围的海面上,是覆盖南极洲大部分地区的冰盖的延伸。冰架就像冰川末端的巨大“塞子”,减缓了流入海洋的冰流。
当冰架变薄或变小时,这些塞子就会变弱,结果是冰川的冰损失率会增加。
在盖茨冰架观测到一些最大的冰损失,在那里在25年的研究期间,有1.9万亿公吨的冰消失了。其中只有5%是产犊造成的大块的冰从冰架上脱落并进入海洋。。其余的都是由于冰川融化造成的冰架的边缘。
同样,在松岛冰架上,1.3万亿公吨的冰消失了。其中约三分之一——4500亿吨——是由于产犊造成的。剩下的部分来自冰架底部的融化。
相比之下,南极洲另一侧的Amery冰架增加了1.2万亿公吨的冰。它周围的海水要冷得多。
研究人员分析了超过10万张卫星雷达图像,得出了对冰架“健康状况”的主要评估。
如果冰架消失甚至减少,将会对南极洲的冰系统和全球海洋环流产生重大的连锁反应,海洋环流是一个巨大的“传送带”,从这个敏感的极地生态系统中运送营养物质、热量和碳。
从冰架和冰川释放到海洋中的水是淡水。在25年的研究期间,研究人员估计,仅从冰架进入南极洲周围的南大洋的淡水就有66.9万亿公吨。
在南大洋,密集的咸水作为全球海洋传送带的一部分沉入海底。海水的下沉就像驱动海洋传送带的引擎之一。
来自南极洲的淡水稀释了含盐的海水,使其更新鲜、更轻,需要更长的时间才能下沉,这可能会削弱海洋环流系统
发表在《自然气候变化》杂志上的另一项研究表明,这一过程可能已经在进行中。
同样来自利兹大学的安娜·霍格教授是这项研究的合著者之一,她说:“这项研究产生了重要的发现。我们倾向于认为冰架会经历周期性的前进和后退。相反,我们看到的是由于融化和冰裂造成的稳定的磨损。
“许多冰架已经严重恶化:48个冰架在短短25年内失去了超过30%的初始质量。
“这进一步证明,由于气候变暖,南极洲正在发生变化。
“这项研究提供了一个基线测量,从中我们可以看到随着气候变暖可能出现的进一步变化。”
近年来有关南极洲的信息主要来自CryoSat-2和Sentinel-1卫星,即使在多云和漫长的极夜,它们也能监测南极洲。
2010年发射的CryoSat-2是欧洲航天局的第一个探测任务,也是第一个专门监测地球极地冰盖和冰川的任务。
来自爱丁堡大学和Earthwave的Noel Gourmelen教授是这项研究的合著者,他说:“CryoSat-2是监测极地环境的一个令人难以置信的工具。它能够精确地绘制下面海洋对冰架的侵蚀,从而准确量化和划分冰架的损失,但也揭示了这种侵蚀如何发生的迷人细节。”
这些卫星传感器捕捉到的细节是如此重要,以至于科学家们能够追踪南极洲每年的变化。
欧洲航天局(ESA)地球和任务科学部负责人马克·德林克沃特博士说:“监测和跟踪整个广阔的南极大陆的气候变化需要一个全年定期捕获数据的卫星系统。
“欧洲哥白尼计划的哨兵1号卫星任务满足了这一需求。连同其ESA前辈ERS-1, -2和Envisat获得的历史数据,哨兵1号彻底改变了我们评估浮动冰架的能力,作为质量平衡和南极冰盖健康的领头羊。
“在不久的将来,我们将通过三个新的以极地为重点的任务CRISTAL, CIMR和ROSE-L进一步加强南极监测。”