隐藏在南极冰层下的海洋揭示了我们星球的未来气候

隐藏在南极冰层下的海洋揭示了我们星球的未来气候 克雷格·史蒂文斯, 作者提供

朱尔斯·凡尔纳(Jules Verne)将他的虚构型潜艇鹦鹉螺号(Nautilus)穿过厚厚的冰帽之下的隐藏海洋,送往南极。 写在任何探险家都未达到极点的40年之前,他的故事不过是小说的一半。

实际上,南极洲周围确实有隐藏的海蚀洞,而我们最新的 研究 探索海洋如何在大陆的冰架下面循环-陆地上冰的大型浮动延伸部分随着潮汐而涨落。

这些冰架支撑了非洲大陆巨大的陆地冰盖,并在评估未来海平面上升中发挥了重要作用。 我们的工作揭示了洋流如何促进南极洲融化,这是气候模型预测中最大的不确定性之一。

隐藏在南极冰层下的海洋揭示了我们星球的未来气候 罗斯冰架顶部的野营地。 克雷格·史蒂文斯, 作者提供

未开发的海洋

罗斯冰架是地球上最大的浮冰板,面积达480,000平方公里。 它所掩藏的海洞从南极洲的海岸向南延伸了700公里,至今仍未开发。

我们知道冰架主要从下面融化,并被变暖的海洋冲洗。 但是我们几乎没有关于冰下水如何混合的数据。 这通常在气候模型中被忽略,但是我们的新测量值将有助于解决这一问题。

罗斯中央冰架下面唯一的一次远洋探险活动可以追溯到1970年代, 有趣的结果。 尽管当时技术有限,但它表明海洋腔不是静止的浴缸。 相反,它发现了水团的精细分层,各层之间的温度和盐度略有不同。


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还进行了其他海洋研究 从边缘高于。 他们提供了有关系统工作原理的见解,但要真正理解它,我们需要直接从数百米冰下的海洋中进行测量。

隐藏在南极冰层下的海洋揭示了我们星球的未来气候 该团队使用热水喷射器将冰钻到下面的海洋。 克雷格·史蒂文斯, 作者提供

在2017年,我们使用了热水喷射器 英国南极调查 提供设计,将350米的冰层钻入下方的海洋。 我们能够使孔保持足够长的时间,以进行详细的海洋测量,并留下仪器继续监测洋流和温度。 这些数据仍通过卫星输入。

我们发现,隐藏的海洋就像是一个大河口,在海床中有相对温暖的(2℃)海水进入海床,在接近地表的地方循环运动。 融水和冰川下淡水 从冰盖和南极洲隐藏的岩石地基中挤出来。

数百米的冰层将海洋腔与南极的狂风和冰冻的气温隔离开来。 但是没有什么能阻止潮流。 我们的数据表明,潮汐推动着分层的海洋在冰层的底部来回波动,并混合了部分海腔。

隐藏在南极冰层下的海洋揭示了我们星球的未来气候 南极洲的冰使海洋腔免受狂风和冰冻的空气温度的影响。 克雷格·史蒂文斯, 作者提供

未来预测

这种发现是气候科学面临的最终挑战。 我们如何用几个世纪的预测模型来表示日常工作的流程? 我们的数据显示,每天的变化可以累加,因此找到解决方案很重要。

例如,从海洋腔外收集的数据和计算机模型表明,任何给定的水流都需要花费一到六年的时间才能穿过海洋。 我们的新数据表明,该范围的下限更有可能出现,并且无论如何我们不应该考虑一个大循环。

罗斯不是这里的冰架 来自海洋变暖的最大危险。 但是其巨大的规模以及与邻近罗斯海的关系意味着它是行星海洋系统中的重要齿轮。

这些冰架对于未来几个世纪海平面上升的重要性非常明显。 研究显示 如果大气变暖超过2℃,南极的主要冰架将坍塌并释放从大陆冰盖流出的冰块,到3年海平面上升2300米。

融水对全球气候的影响尚不为人所知,但也可能是推动变革的重要因素。 温盐环流,这是一种海洋运输环路,每隔1,000年左右的时间就可以看到从南极海岸深渊到热带地表水域的海洋周期。

南极冰架就像是这个循环中的进站,所以南极发生了什么 全球共鸣。 更快的冰架融化将改变海洋的分层,对全球海洋环流产生影响-结果似乎是 气候变化更大.谈话

关于作者

Craig Stevens,海洋物理学副教授, 国家水和大气研究所 和Christina Hulbe,测量学院教授和院长(冰川学专业), 奥塔哥大学

本文重新发表 谈话 根据知识共享许可。 阅读 原创文章.

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