隱藏在南極冰層下的海洋揭示了我們星球的未來氣候

隱藏在南極冰層下的海洋揭示了我們星球的未來氣候 克雷格·史蒂文斯, 作者提供

儒勒·凡爾納(Jules Verne)將他的虛構型潛艇鸚鵡螺號(Nautilus)穿過厚厚的冰帽之下的隱藏海洋,送往南極。 寫在任何探險家都未達到極點的40年之前,他的故事不過是一半的小說。

實際上,南極洲周圍確實有隱藏的海蝕洞,而我們最新的 研究 探索海洋如何在大陸的冰架下面循環-陸地上冰的大型浮動延伸部分隨著潮汐而漲落。

這些冰架支撐了非洲大陸巨大的陸地冰蓋,並在評估未來海平面上升中發揮了重要作用。 我們的工作揭示了洋流如何促進南極洲融化,這是氣候模型預測中最大的不確定性之一。

隱藏在南極冰層下的海洋揭示了我們星球的未來氣候 羅斯冰架頂部的野外露營地。 克雷格·史蒂文斯, 作者提供

未開發的海洋

羅斯冰架是地球上最大的浮冰板,面積達480,000平方公里。 它所掩藏的海腔從南極洲的海岸向南延伸了700公里,至今仍未開發。

我們知道冰架主要從下面融化,並被變暖的海洋沖洗。 但是我們幾乎沒有關於冰下水如何混合的數據。 這通常在氣候模型中被忽略,但是我們的新測量值將有助於解決這一問題。

羅斯中央冰架下面唯一的一次遠洋探險活動可以追溯到1970年代, 有趣的結果。 儘管當時技術有限,但它表明海洋腔不是靜止的浴缸。 相反,它發現了水團的精細分層,各層之間的溫度和鹽度略有不同。

還進行了其他海洋研究 從邊緣高高在上。 他們提供了有關係統工作原理的見解,但要真正理解它,我們需要直接從數百米冰下的海洋中進行測量。

隱藏在南極冰層下的海洋揭示了我們星球的未來氣候 該團隊使用熱水噴射器將冰鑽到下面的海洋。 克雷格·史蒂文斯, 作者提供

在2017年,我們使用了熱水噴射器 英國南極調查 設計,將350米的冰層鑽入下方的海洋。 我們能夠使孔保持足夠長的時間,以進行詳細的海洋測量,並留下儀器繼續監測洋流和溫度。 這些數據仍通過衛星輸入。

我們發現,隱藏的海洋就像是一個大河口,在海床中有相對溫暖的(2℃)海水進入海床,在接近地表的地方循環運動。 融水和冰川下淡水 從冰蓋和南極洲隱藏的岩石地基中擠出來。

數百米的冰層將海洋腔與南極的狂風和冰凍的氣溫隔離開來。 但是沒有什麼能阻止潮流。 我們的數據表明,潮汐推動著分層的海洋在冰層的底部來回波動,並混合了部分海腔。

隱藏在南極冰層下的海洋揭示了我們星球的未來氣候 南極洲的冰使海洋腔免受狂風和冰凍的空氣溫度的影響。 克雷格·史蒂文斯, 作者提供

未來預測

這種發現是氣候科學面臨的最終挑戰。 我們如何用幾個世紀的預測模型來表示日常工作的流程? 我們的數據顯示,每天的變化可以累加,因此找到解決方案很重要。

例如,從海洋腔外收集的數據和計算機模型表明,任何給定的水流都需要花費一到六年的時間才能穿過海洋。 我們的新數據表明,該範圍的較低端更有可能出現,並且我們無論如何也不應考慮一個大循環。

羅斯不是這裡的冰架 來自海洋變暖的最大危險。 但是其巨大的規模以及與鄰近羅斯海的關係意味著它是行星海洋系統中的重要齒輪。

這些冰架對於未來幾個世紀海平面上升的重要性非常明顯。 研究顯示 如果大氣變暖超過2℃,南極的主要冰架將坍塌並釋放從大陸冰蓋流出的冰塊,到3年海平面上升2300米。

融水對全球的影響還不太為人所理解,但也可能是促成變革的巨大推動力。 鹽鹼循環,這是一種海洋運輸環路,每隔1,000年左右的時間就可以看到從南極海岸深淵到熱帶地表水域的海洋週期。

南極冰架就像是這個循環中的進站,所以南極發生了什麼 全球共鳴。 更快的冰架融化將改變海洋的分層,對全球海洋環流產生影響-結果似乎是 氣候變化更大.談話

關於作者

Craig Stevens,海洋物理學副教授, 國家水與大氣研究所 和Christina Hulbe,測量學院教授和院長(冰川學專業), 奧塔哥大學

本文重新發表 談話 根據知識共享許可。 閱讀 原創文章.

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