南極冰崖可能沒有像預(yù)測的那樣對海平面上升做出貢獻(xiàn)

南極洲的冰原跨度接近美國連續(xù)性地區(qū)的兩倍，其陸地邊界被龐大的漂浮式冰架所支撐，該架延伸了數(shù)百英里，延伸至南洋的冰冷水域。當(dāng)這些冰架塌陷到海洋中時(shí)，它們會沿著南極洲的邊緣露出高聳的冰崖。

科學(xué)家們認(rèn)為，高度超過90米(約等于自由女神像的高度)的冰崖將在自身重量的作用下迅速坍塌，到本世紀(jì)末將導(dǎo)致超過六英尺的海平面上升，足以完全淹沒波士頓和其他沿海城市。但是現(xiàn)在，麻省理工學(xué)院的研究人員發(fā)現(xiàn)，這種特殊的預(yù)測可能被高估了。

在今天發(fā)表在《地球物理研究快報(bào)》上的一篇論文中，研究小組報(bào)告說，要使90米高的冰崖完全坍塌，支撐懸崖的冰架必須在數(shù)小時(shí)之內(nèi)迅速破裂，其破裂速度為在現(xiàn)代記錄中還沒有觀察到冰的流失。

麻省理工學(xué)院的研究生菲奧娜·克萊爾(Fiona Clerc)說：“冰架厚約一公里，有的像得克薩斯州那么大。” “要陷入真正高大的冰崖的災(zāi)難性失敗，就必須在數(shù)小時(shí)內(nèi)拆除這些冰架，無論氣候變化如何，這似乎都不大可能。”

研究人員發(fā)現(xiàn)，如果支撐的冰架在更長的幾天或幾周而不是幾小時(shí)內(nèi)融化，研究人員就會發(fā)現(xiàn)，剩下的冰崖不會在自身重量的作用下突然破裂并坍塌，而是會緩慢地流出，例如從大壩中釋放出來的冷蜂蜜山。

麻省理工學(xué)院地球，大氣與行星科學(xué)系助理教授布倫特·明切(Brent Minchew)表示：“目前南極海平面上升的最壞情況是基于這樣的想法，即高于90米的懸崖會災(zāi)難性地倒塌。” “我們說的是基于懸崖崩塌的情況可能不會繼續(xù)下去。這是一線希望。也就是說，我們必須小心呼吸，還有很多其他方法可以解決。海平面迅速上升。”

在氣候變暖的情況下，南極洲的冰架塌陷到海洋中時(shí)，它們暴露出高聳的地面冰壁或陸地上的冰。沒有冰架的支撐，科學(xué)家們認(rèn)為，非洲大陸很高的冰崖會坍塌，塌陷到海洋中，從而使更高的崖壁暴露在內(nèi)陸，而內(nèi)陸本身將崩潰并坍塌，從而引發(fā)失控的冰原撤退。

如今，地球上沒有比90米高的冰崖，科學(xué)家們認(rèn)為這是因?yàn)槿魏伪却烁叩谋露紵o法支撐自身的重量。

克萊爾(Clerc)，米切夫(Minchew)和貝恩(Behn)采取了這一假設(shè)，想知道在90米及以上的冰崖是否會在什么條件下物理塌陷。為了回答這個(gè)問題，他們開發(fā)了一個(gè)簡單的矩形冰塊模擬，以表示理想化的冰原(陸地上的冰)，最初由同樣高的冰架(水上的冰)支撐。他們通過以不同的速率收縮冰架并觀察裸露的冰壁如何隨時(shí)間變化來進(jìn)行模擬。

在他們的模擬中，他們根據(jù)麥克斯韋的粘彈性模型設(shè)置了機(jī)械性能或冰的行為，該模型描述了材料從彈性的，橡膠狀的響應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)檎承缘?，類似蜂蜜的行為的方式，具體取決于其是否快速或緩慢加載。粘彈性的一個(gè)典型例子是傻膩?zhàn)樱喝绻麑⒁粋€(gè)傻膩?zhàn)忧蚍旁谧雷由希鼤裾承砸后w一樣緩慢地塌陷成水坑;如果將其快速拉開，它會像彈性固體一樣撕裂。

事實(shí)證明，冰也是一種粘彈性材料，研究人員將麥克斯韋粘彈性納入他們的模擬中。他們改變了支撐冰架的去除速度，并預(yù)測了冰壁是像彈性材料一樣破裂和塌陷，還是像粘性液體一樣流動(dòng)。

他們模擬了從零到1,000米的各種起始高度或冰厚度的影響，以及各種時(shí)間尺度的冰架坍塌。最后，他們發(fā)現(xiàn)，暴露出90米高的懸崖時(shí)，只有在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)迅速將支撐冰架移走后，懸崖才會迅速碎成碎片。實(shí)際上，他們發(fā)現(xiàn)這種行為適用于高達(dá)500米的懸崖。如果在更長的幾天或幾周內(nèi)將冰架移走，那么高達(dá)500米的冰崖將不會因自身重量而倒塌，而是會像冰凍的蜂蜜一樣緩慢脫落。

逼真的畫面

結(jié)果表明，地球最高的冰崖不太可能發(fā)生災(zāi)難性倒塌并引發(fā)失控的冰原撤退。這是因?yàn)?，至少如現(xiàn)代記錄所示，冰架消失的最快速度是數(shù)周而不是數(shù)小時(shí)，正如科學(xué)家在2002年觀察到的那樣，當(dāng)時(shí)他們捕獲了拉森B冰坍塌的衛(wèi)星圖像。架子-從南極洲爆發(fā)的大塊冰，與羅德島一樣大，在兩周的時(shí)間內(nèi)破碎成數(shù)千個(gè)冰山。

Clerc說：“當(dāng)Larsen B倒塌時(shí)，這是一個(gè)非常極端的事件，發(fā)生了兩周，與我們特別擔(dān)心的那些相比，那是一個(gè)很小的冰架。” “因此我們的工作表明，懸崖崩塌可能不是我們在不久的將來會引起海平面大量上升的機(jī)制。”