根据一项新的研究，南极冰层中隐藏的不稳定性可能加速其流入海洋并以比以前预期更快的速度推高海平面。

消失的北极冰川和山地冰川的图像令人震惊，但它们对海平面上升的潜在贡献与南极洲的不相匹配，即使南部冰层的退缩不那么引人注目。

美国国家科学基金会（National Science Foundation）的数据显示，在过去六年中，五个密切观察到的南极冰川的冰损率增加了一倍。 研究人员为这项新研究建模的至少一个Thwaites Glacier可能面临这种不稳定的危险，这种不稳定的过程会迅速将冰推入海洋。

Thwaites Glacier的一部分崩溃进入海洋。 它是冰川正常生活的一部分，但冰川流入一些南极冰川的海洋的速度明显加快，引起了人们的关注。 （图片来源：OIB Jeremy Harbeck / NASA）

南极洲的未来前景不明朗

由于不可预测的气候波动和对更多数据的需求，未来50到800年冰川的冰量将无法准确预测。 但研究人员已经通过精确的计算将不稳定因素纳入了Thwaites的500冰流模拟中。

这些情景彼此强烈分歧，但共同指出最终引发的不稳定因素。 即使全球变暖后来停止，不稳定也会在未来几个世纪以极快的速度将冰推向海上。

而且，如果由于海洋变暖导致的冰融化不会比现在变得更糟。 该研究采用了当前的冰融化率，因为研究人员对不稳定因素本身感兴趣。

Thwaites Glacier的外缘。 随着冰川流入海洋，它变成了海冰并抬高了海平面。 Thwaites Glacier冰流速度特别快，一些研究人员认为它可能已经陷入不稳定状态或接近这一点，尽管尚未确定。 （图片来源：James Yungel / NASA）

“如果你触发这种不稳定性，你不需要通过提高温度来继续强制冰盖。 佐治亚理工学院地球与大气科学学院的助理教授亚历克斯·罗伯尔（Alex Robel）领导了这项研究，他说，它将继续独立，这就是担忧。 “在这个转折点之后，气候变化仍然很重要，因为它们将决定冰的移动速度。”

“在达到临界点后，Thwaites Glacier可能会在150年间失去所有的冰。 这将使海平面上升约半米（1.64英尺），“NASA喷气推进实验室科学家Helene Seroussi说，他参与了这项研究。 相比之下，目前的海平面高于全球变暖前的水平20厘米（接近8英寸），并被归咎于增加沿海洪水。

该研究还表明，不稳定性使预测更加不确定，导致情景的广泛传播。 这尤其与工程对抗洪水危险的挑战有关。

“你想要设计关键的基础设施，以抵御一百年后潜在的海平面上限，”罗伯尔说。 “这可能意味着建造你的水处理厂和核反应堆，以应对绝对最糟糕的情况，这可能只是Thwaites Glacier海平面上升两三英尺，所以这是一个巨大的差异。”

为什么南极冰是海平面上升的主要驱动力？

北极海冰已经漂浮在水中。 您可能知道冰山质量的90百分比在水下，当冰融化时，体积缩小，导致海平面没有变化。

但是当冰块长期被陆地支撑，如山地冰川融化时，最终在海洋中的水增加了海平面。 南极洲拥有最多的陆地支持的冰，即使大部分土地是海底仅仅占据冰块的一部分，而水占据了冰的一部分。 此外，南极洲是一个冰巨头。

“南极冰盖的冰量几乎是格陵兰冰盖的8倍，而50的冰量是世界上所有山地冰川的10倍，”罗伯尔说。

南极冰盖对全球海平面的贡献，1992对2017的变化。 （图片来源：IMBIE / NASA / ESA）

冰冷'不稳定'

冰盖搁置在海底和水面延伸之间的界线称为接地线。 在接地线后面的冰层下面的基岩向下倾斜的地方，随着它向内陆移动而加深，不稳定性可以发挥作用。

在较深的床上，冰的移动速度更快，因为水可以让它更加提升。 此外，温暖的海水淹没了冰的底部，为海洋增加了一点水。 更重要的是，空心上方的冰层失去了陆地接触并更快地流入大海。

“一旦冰层越过接地线并且只是越过水面，它就会对海平面产生影响，因为浮力使得它比以前更多，”罗伯尔说。 “冰流入浮冰架，融化或脱落成冰山。”

“这个过程变得自我延续，”Seroussi说，并描述了为什么它被称为“不稳定”。

借用物理学

研究人员借用统计物理学中的数学计算了当外部力量（如温度变化）作用于物理系统时，随机变量对物理系统中的可预测性所起的作用。 他们将数学应用于模拟Thwaite Glacier等海洋冰川未来可能的命运。

他们发现了一个令人惊讶的发现。 通常情况下，当气候条件强烈波动时，南极冰层会对这种影响产生不利影响。 冰流可能会逐渐增加，但不会大幅增加，但不稳定性会在模拟中产生相反的效果。

“系统没有抑制波动，它实际上放大了它们。 它增加了快速失冰的可能性，“罗伯尔说。

“快速”有多快？

该研究的时间尺度是几个世纪，这在海平面研究中很常见。 在模拟中，Thwaites Glacier巨大的冰损失在600年后开始，但它可能更快到来。

“它可能发生在下一个200到600年。 这取决于冰下的基岩地形，我们还不太了解它，“Seroussi说。

到目前为止，南极洲和格陵兰岛已经失去了一小部分冰，但海岸线基础设施已经面临潮汐洪水和风暴潮增加的挑战。 科学家预计，到本世纪末，海平面将上升2英尺。

据史密森尼学会（Smithsonian Institution）的数据显示，直到2,000s晚期大约1800年，海平面保持稳定，然后开始攀升。 自1990以来，海平面上升的年增长率大约翻了一番。

来自华盛顿大学的Gerard Roe是该研究的合着者，该研究出现在该研究中 诉讼中的国家科学院院士.

国家科学基金会和美国宇航局资助了这项研究。 任何调查结果，结论或建议都是作者的，而不一定是资助机构。

来源： 佐治亚理工学院

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