西南极冰盖下隐藏着复杂的山脉和峡谷,这片不为人知的地形是决定全球海平面未来上升速度的关键。目前,少数地形“瓶颈”像屏障一样,暂时阻止了冰盖向海洋的快速滑动。然而,随着暖海水不断侵蚀这些屏障,冰盖面临着迅速崩塌的风险,可能导致海平面在短时间内急剧上升。科学家正通过雷达测绘和物理模型加紧绘制这片未知大陆的地图,以更准确地预测这一变化何时会从平缓走向剧烈。
冰盖之下的隐秘屏障
决定未来的分界线不在于阳光与冰雪相接的表面,而在于冰层之下冰冷、坚硬、崎岖的土地。正是这片隐藏的陆地景观,决定了冰的流向、海水的入侵路径,并最终决定了海平面上升的速度。
西南极冰盖本身就蕴藏着足以使全球海平面上升约 5 米 的冰量。而这片冰盖的命运,完全取决于其下方的基岩地形。
“我们甚至不知道那是不是一整块大陆。” — Martin Siegert,埃克塞特大学冰川学家
东西两极的巨大差异
南极大陆并非铁板一块。它的东西两侧在地质和稳定性上有着天壤之别,这直接影响了它们的融化风险。
- 东部南极洲: 像一位沉稳的长者。它主要由古老的稳定地块构成,大部分基岩位于海平面之上,因此冰盖相对稳定。
- 西部南极洲: 则像一个不稳定的年轻人。其地壳在冈瓦纳超大陆解体时被撕裂、拉伸,形成了一个低于海平面的深盆。它的冰盖直接坐落在海底,极易受到温暖海水的影响。
这种“海洋接地冰”的结构是西南极洲最大的弱点。一旦海水侵入,融化过程就可能失控。
冰的流动与地形的“瓶颈”
在巨大的尺度上,冰的行为既像岩石,又像流体。它在自身重量的驱动下向外流动,形成巨大的冰川。
- 在平坦的基岩上,冰流相对顺畅,就像摊在平底锅上的面糊。
- 在崎岖的基岩上,冰流则会被挤入狭窄的通道,就像被倒入华夫饼模具中。
目前,正是西部南极洲基岩上的一些关键山脊和隆起,起到了天然“瓶颈”的作用,减缓了冰川滑入海洋的速度。漂浮在海上的冰架也通过抵住岩石露头,起到了支撑作用。
“如果(暖海水)到达了那里,我们将看到海平面非常迅速地大幅上升。” — Richard Alley,宾夕法尼亚州立大学冰川学家
然而,随着温暖的海水从下方侵蚀冰架,使其变薄、崩解,这些天然的屏障正在被削弱。一旦接地线(冰开始漂浮的位置)退缩到更深的内陆盆地,就会暴露出更多的冰体,触发失控的融化过程。
绘制未知大陆的地图
为了预测未来,科学家必须了解冰下的世界。这需要精确的基岩地图。
早期的探索依赖于零星的岩石露头和钻探,后来雷达技术的出现彻底改变了局面。尽管如此,数据仍然像一张“拼布被子”,充满了空白。
目前,两个主要的地图产品正在为模型提供关键数据:
- Bedmap: 采用“诚实”的方法,尊重每一个已有的雷达数据点,并在数据点之间进行地质学上合理的推断。
- BedMachine: 采用创新的方法,利用质量守恒定律,通过已知的冰面形状和流动速度来反向计算冰层厚度,从而“填补”了没有雷达数据的区域。
BedMachine的出现揭示了前所未见的深谷和山脉,例如,它发现东部南极洲的登曼冰川(Denman Glacier)坐落在地球陆地上的最深点,达到海平面以下约 3500 米。
“所有模型都是错的,但有些模型是有用的。”
为了让模型变得“有用”,高质量的基岩地图不可或缺。
迫在眉睫的威胁与竞赛
像思韦茨冰川(Thwaites Glacier)和派恩岛冰川(Pine Island Glacier)这样巨大且令人担忧的冰川,正无情地流向阿蒙森海。它们目前正被一些狭窄的岩石瓶颈所束缚。
科学家们一致认为,我们迫切需要更系统、更广泛地测绘这些关键区域。因为一旦冰架彻底崩解,这些地形瓶颈本身可能不足以阻止冰川的加速。
这场竞赛的结果与我们息息相关。海平面上升并非均匀分布:
- 美国大西洋沿岸和墨西哥湾沿岸将是受影响最严重的地区之一。
- 纽约的金融区、北卡罗来纳州的外滩群岛以及佛罗里达州的大部分地区都面临被淹没的风险。
几乎没有人怀疑这些后果。真正的悬念在于,海平面上升何时会从平缓转为剧烈。而答案,就隐藏在南极冰盖之下那片神秘的土地上。