“史上最大冰山脱离南极冰架”,这冰山是什么?的头图

“史上最大冰山脱离南极冰架”,这冰山是什么?

2017-07-17  |  科普中国微平台 收藏(47)  | 

上周四,一则“面积大小接近上海的南极冰山与冰架分离”的新闻,再次让遥远的南极登上了各大网站科技版面的头条。这条新闻包含了丰富的冰冻圈科学和海洋科学知识,今天就来为大家解读一下。

图片来源网络

人类认识冰山的历史

新闻中的这座冰山被称为“史上最大的冰山之一”,这里的“史上”是从什么时候开始呢?

人类认识冰山的历史确实很长了,早在上上个世纪,冰山就已经出现在航海者的记录中。而发生在上个世纪的冰海沉船惨案,也让这些游荡在高纬度海洋的大家伙闻名世界。但是,对于冰山的系统观测,却是最近几十年才开始的。因为在茫茫大海上遇到漂浮的冰山,船员们首先想到的是躲避,而不是测量。就算有人会估算一下高度和长度,或者利用雷达扫描图上的冰山图像,算出冰山的面积,那也只是零星的观测。

上个世纪70年代,借助于飞速发展的航天技术,人类才得以从太空一窥极地冰雪世界的全貌,也开启了对冰山的全面追踪观测。1978年,美国国家冰中心(USNIC)开始发布南极冰山信息,对长度超过10海里的大冰山进行编号和追踪。这样说来,“史上最大冰山”应该是从1978年算起。

从卫星观测数据中识别出的每一座大冰山会有一个固定的编号,编号的第一个字母表示最初发现冰山的经度区间,从0度经线开始向西,每90度一个,依次为ABCD共4个;后面的两位数字表示在此区间内新发现的冰山序号。这座新生的冰山,已由USNIC命名为A-68,就是自1978年以来,在0°~90°W之间发现的第68座大冰山。USNIC预测,在未来的几个月中,A-68将随着威德尔流涡向东-东北方向漂移;在进入更北部的南极绕极流之前,A-68有可能分裂为几个更小的冰山。这些小冰山,将依次命名为A-68A,A-68B等。

从拉森C冰架上崩解出来的冰山A-68(USNIC)

史上最大冰山,不仅面积大,体积也大。这个史上最大之一的冰山,体积算出来是一万亿平方米。那么,咱们是怎么算出这个体积的呢?卫星能测量出冰山的出水高度,由此计算出冰山水上部分的体积,水下部分,卫星无能为力了,就要靠咱人类的智慧,用浮力定律来解决。

经常上头条的拉森冰架

新闻中说这座冰山是从拉森C冰架上掉下来的。如果你关注此类消息,可能听说过拉森C的姐姐——拉森B,她在十几年前的粉碎性崩解也曾上过头条。2002年2月,在一个多月的时间里,接近四分之一的拉森B冰架(约3250平方公里)发生破碎,形成数千座冰山,真真是碎了一地。卫星图片显示,冰架表面先行融化,融水汇积成无数淡蓝色的水池(融池),并向下渗透到冰架内部,生生将原来坚如磐石的冰架整成了“豆腐渣”。后来的研究还发现,升温的海水也是冰架解体的帮凶。

拉森B还有个大姐,拉森A,这个冰架崩解得更早,是在1995年,那时国内还没有几个人听说过冰架这个词。

卫星图片构成的拉森B冰架的崩解过程(NSIDC)

打开国内出版的世界地图,在南极那里你能看到冰架的另一个名字——陆缘冰。顾名思义,这是位于陆地边缘(之外)的冰,也就是在海里的冰。这些冰不是由海水冻结形成的海冰,而是从陆地进入海洋的冰川冰。

寒冷的南极大陆上,积雪终年不化,数百万年来形成了厚达两千米的冰盖。整个冰盖可以划分为若干条冰川。冰川(俗称冰河)这个词非常形象,南极大陆上看起来坚硬无比的冰其实一直在不停流动,而且像江河一样,也是从高向低流,最终奔向大海。当然这个速度超慢,最快的也不过每年移动几米。在合适的条件下,流入海洋的冰会浮在海上,且与后面的冰川连为一体,就形成了冰架。简单地说,冰架就是陆地冰川入海形成的。冰架这个词也很形象,既然是架子,下面就需要有支撑。支撑冰架的通常是海岸,凹进去的海湾两边都有海岸,这里就成了冰架出现最多的地方。例如,南极最大的海——威德尔海中有菲尔希纳-龙尼冰架。

冰架下的海洋仍是人类尚未涉足的领域,冰架崩解后,原来被数百米厚冰所覆盖的海洋就完全暴露出来。考察船就终于可以进入这片海域,进行观测了。南极海洋生物资源养护委员会已于2016年决定,所有因冰架退缩或崩解而暴露出来的新海域将自动受到保护,成为科学研究的专用区域,以便能够发现和研究新的物种和生物群落。拉森B冰架部分崩解后,发现的新物种也曾上过新闻头条,有兴趣的读者可以去了解一下。

冰山入海能不能使海平面上升?

如此巨大的一块冰掉进海里,会不会引起海平面上升呢?大多数新闻报道引用了英国研究团队的观点:“这座冰山与冰架分裂前已经漂浮在海面上,因而不会对海平面高度立即造成影响。”而实际上,已经漂在海里的冰(包括冰山、冰架和海冰),即使全部融化,也不会造成海平面升高。

如果你能做对前面的冰山体积估算题,应该能想明白这个问题。如果还不明白,可以拿一杯加冰块的饮料,耐心观察一下冰块融化会不会改变液面高度。虽然北极海冰正以惊人的速度在减少,甚至在本世纪可能出现夏季无冰的北冰洋,但咱们也不必担心海冰融化会引起海平面升高。

不过,失去了冰架的支撑,冰川会以更快的速度进入海洋。本来在陆地上的冰川,进入了海洋,无疑会增加海水总量,造成海平面上升。有报道中提到:“一些研究人员估计,如果拉森C冰架后方的冰川全部进入海洋,全球海平面可能上升大约10厘米。”不过,这只是一个简单的换算,并没有人能知道这个“如果”什么时候才会发生。

通常,冰架崩解后,随着后续冰川的流入,还会扩展到接近以前的规模,构成冰架周而复始的生命循环。对于这次的冰山分离,英国的研究团队也认为,属自然现象,与全球变暖没有直接关联。

虽然南极冰山入海,引起了公众对海平面上升的担忧,但是对海平面上升影响最大的冰川并不在南极。二十多天前,中国海洋大学教授陈显尧发表在《自然?气候变化》杂志上的论文提到,最近二十年的海平面加速上升,最大的贡献者是格陵兰冰盖,其对海平面上升速率的贡献从1993年的不到5%增加到2014年的25%;而南极冰盖损失造成的海平面上升则基本保持不变。格陵兰冰盖与南极冰盖是地球上仅存的两个冰盖,前者的规模远小于后者。格陵兰冰盖已经退缩到海岸线以内,因而没有大型的冰架。所以,格陵兰冰盖的加速融化,才是海平面加速上升真正的幕后推手。

全球平均海平面上升速度的收支平衡:卫星高度计观测(黑色点线)显示1993-2014年间全球平均海平面加速上升。对海平面上升的主要贡献来自于海水受热膨胀、陆地冰川融化、陆地存水以及格陵兰岛和南极冰盖的融化,其中格陵兰岛冰盖的加速融化是导致全球平均海平面加速上升的主要原因。

编辑:鲁凡英

(专家:史久新,中国海洋大学海洋与大气学院教授,博士生导师,南极研究科学委员会物理学常设科学组成员、“气候变化及可预报性”计划/“气候与冰冻圈”计划/南极科学委员会联合南大洋区域工作组成员及中国国家代表,科普中国微平台原创首发)

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