冰川崩解造成的水下海嘯導(dǎo)致劇烈的海洋混合

南極洲一艘考察船上的科學(xué)家們目睹了冰川前緣的崩解，他們的測(cè)量結(jié)果“超出了規(guī)模”。除了目睹海洋表面的破壞外，他們還記錄了與房屋一樣高的“內(nèi)部”水下海嘯，這種現(xiàn)象以前在對(duì)海洋混合和計(jì)算機(jī)模型的理解中被忽略了。

由英國南極調(diào)查局 (BAS) 研究人員領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)今天在《科學(xué)進(jìn)展》雜志上報(bào)告了他們的觀察結(jié)果。

內(nèi)部海嘯是海洋混合的一個(gè)重要因素，它影響海洋中的生命、不同深度的溫度以及海洋可以融化多少冰。南極洲的冰沿著充滿冰川的山谷流向海岸。雖然一些冰融化到海洋中，但大部分冰塊分裂成冰山，冰山的大小從小塊到一個(gè)國家的大小不等。

BAS 研究船 RRS James Clark Ross 上的一個(gè)團(tuán)隊(duì)正在靠近位于南極半島的威廉冰川進(jìn)行海洋測(cè)量，因?yàn)樗那安考眲》纸獬蓴?shù)千個(gè)小塊。

威廉冰川每年通常會(huì)發(fā)生一到兩次大型崩解事件，研究小組估計(jì)這次崩解的冰層面積約為 78,000 平方米——大約相當(dāng)于 10 個(gè)足球場(chǎng)的面積——冰川前端高出海平面 40 米。

在它脫離之前，水溫在大約 50-100 米深處較低，而在此以下則較暖和。產(chǎn)犢后，情況發(fā)生了巨大變化，不同深度的溫度更加均勻。

該研究的主要作者、BAS 極地海洋團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人 Michael Meredith 教授說：“這很了不起，我們很幸運(yùn)能在正確的時(shí)間出現(xiàn)在正確的地點(diǎn)。許多冰川都匯入大海，它們的末端有規(guī)律地分裂成冰山。這會(huì)在表面引起大浪，但我們現(xiàn)在知道它也會(huì)在海洋內(nèi)部產(chǎn)生波浪。當(dāng)它們破裂時(shí)，這些內(nèi)波會(huì)導(dǎo)致海洋混合，這會(huì)影響海洋中的生物，如何它在不同深度的溫度和它能融化多少冰。這對(duì)我們更好地理解很重要。

“海洋混合會(huì)影響水中營養(yǎng)物質(zhì)的位置，這對(duì)生態(tài)系統(tǒng)和生物多樣性很重要。我們認(rèn)為我們知道是什么導(dǎo)致了這種混合——在夏天，我們認(rèn)為主要是風(fēng)和潮汐，但我們從未想過冰山崩解會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部海嘯會(huì)把事情搞得一團(tuán)糟。”

?？巳卮髮W(xué)地球與環(huán)境科學(xué)系主任 James Scourse 教授是 RRS James Clark Ross 的首席科學(xué)官.

?？巳氐牧硗鈨晌豢茖W(xué)家 Katy Sheen 博士和 Ph.D. Penryn 校區(qū)地理與環(huán)境科學(xué)中心的學(xué)生 Tobias Ehmen。

“通常，科學(xué)中最重要和最激動(dòng)人心的發(fā)現(xiàn)是偶然的——你碰巧在正確的時(shí)間、正確的地點(diǎn)、正確的儀器和正確的人——因?yàn)槟阒肋@很重要，所以你只需確保調(diào)整工作計(jì)劃以充分利用大自然為您提供的一切，”Scourse 教授說。“我們于 2020 年 1 月在博爾根灣做到了這一點(diǎn)，因此我們獲得了有關(guān)該過程的第一批數(shù)據(jù)，該過程對(duì)海洋能夠以多快的速度融化冰蓋產(chǎn)生影響。這對(duì)我們所有人都有影響。”

與風(fēng)和潮汐引起的波浪不同，海嘯是由水突然移動(dòng)的地球物理事件引起的，例如地震或山體滑坡。

在少數(shù)幾個(gè)地方已經(jīng)注意到由山體滑坡引起的內(nèi)部海嘯。直到現(xiàn)在，還沒有人注意到它們正在南極洲周圍發(fā)生，可能是因?yàn)槟抢镉谐汕先f的冰川崩解。其他有冰川的地方也可能受到影響，包括格陵蘭島和北極其他地方。

這種偶然的觀察和理解很重要，因?yàn)殡S著全球變暖的持續(xù)，冰川將消退并更多地崩解。這可能會(huì)增加內(nèi)部海嘯的數(shù)量及其引起的混合。

這個(gè)過程沒有被納入當(dāng)前的計(jì)算機(jī)模型中，使我們能夠預(yù)測(cè)南極洲周圍可能發(fā)生的事情。這一發(fā)現(xiàn)改變了我們對(duì)南極洲周圍海洋如何混合的理解，并將增進(jìn)對(duì)它對(duì)氣候、生態(tài)系統(tǒng)和海平面上升意味著什么的認(rèn)識(shí)。

梅雷迪思教授評(píng)論道：“我們的偶然時(shí)機(jī)表明，我們需要更多地了解這些偏遠(yuǎn)環(huán)境以及它們對(duì)我們星球的重要性。”

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