在2014年,格林蘭冰蓋下方發生了一次巨大的地下湖洪水事件,但科學家們直到現在才拼湊出這一事件的具體經過及原因。最新的研究顯示,一個之前未被發現的地下湖以極其強勁的力量排空,導致上方的厚冰層破裂,並在冰面上爆發出來。這是科學家首次觀察到格林蘭發生這種向上運動的洪水,挑戰了人們長期以來對於融水在冰蓋下行為的固有假設。
這一事件在格林蘭北部一個偏遠地區展開,持續了十天。研究人員利用來自美國國家航空暨太空總署(NASA)和歐洲太空局(ESA)的衛星數據,以及來自ArcticDEM計劃的高解析度地表地圖,追蹤隱藏地下湖的劇烈排水情況。約9,000萬立方米的水,約相當於尼亞加拉大瀑布高峰流量九小時的總和,從冰下洩漏出來,形成了一個85米深的火山口,覆蓋了兩平方公里的冰面,這是格林蘭有史以來記錄到的最大地下洪水之一。然而,令科學家們更加震驚的是,他們在下游發現了一片全新的破裂冰景觀。
在一個之前沒有顯示出不穩定跡象的區域,研究人員發現了新出現的破裂冰層。這片面積超過385,000平方米,約相當於54個足球場的大小,覆蓋著深深的裂縫和高達25米的翻轉冰塊。周圍還有另外6平方公里的被刮磨地形,幾乎是紐約中央公園的兩倍。洪水的規模和暴力程度讓研究人員對水在冰下的運動威力深信不疑。
研究的主要作者Jade Bowling博士在蘭卡斯特大學進行博士研究時進行了這項工作,她表示這些發現最初讓人難以置信。「當我們第一次看到這些數據時,我們認為可能存在數據問題。」她說。「但隨著我們深入分析,越來越清楚我們看到的是一場巨大的洪水的後果,它強行向上穿透了冰層。」在此之前,大多數關於格林蘭冰蓋的模型假設融水是從表面向下流動,最終排入海洋。這項研究顯示,在極端壓力下,冰下水流可以朝相反方向移動,從下方破裂冰層並向上爆發。由於大多數模型未考慮這些機制,可能低估了冰蓋的脆弱性。
令人驚訝的是,這場洪水發生在一個冰蓋底部被認為是完全凍結的區域。這使得研究人員提出了一種新的機制:極端的水壓導致冰基底部的破裂,進而使水得以突破冰層,並在表面上逃逸。「格林蘭冰蓋的冰量足以使全球海平面上升超過七米。」Bowling博士表示。「理解冰下水如何流動並擾亂冰層對於預測其未來行為至關重要。」這場洪水向人們展示了冰蓋可以以意想不到的方式作出反應,這提醒科學界需要更深入地研究那些尚未完全理解的過程。
英國極地觀測與建模中心的聯合主任Mal McMillan教授強調了衛星數據在發現這類隱藏事件中的重要性。「如果沒有長期的衛星數據,這類事件將會被忽視。」他說。「這顯示了這些觀測對於即時追蹤氣候變化的重要性。」由於大多數冰蓋模型假設融水僅向下或側向流向海洋,因此忽略了像這次洪水那樣的向上洪水的可能性。這一盲點可能影響對格林蘭冰蓋在變暖世界中如何快速不穩定的預測。隨著氣候變化持續加劇表面融化並擴展至新區域,這類極端水流可能會變得更加頻繁。為了跟上這一變化,科學家們認為模型必須演變,以反映冰下水文的全貌。持續來自ESA的CryoSat和NASA的ICESat-2等任務的監測對於檢測隱藏湖泊及追蹤其行為至關重要。這項研究涉及來自十多個機構的研究人員,包括蘭卡斯特大學、諾森比亞大學、丹麥和格林蘭地質調查局、加利福尼亞大學、阿爾弗雷德·維根納研究所、DTU Space和利茲大學。研究成果已在《自然地球科學》期刊上發表。




