斯维斯冰川是南极洲最大、变化最快的冰川之一，长期以来一直令科学家们担忧，因为如果它继续快速后退，有可能使全球海平面急剧上升。新的卫星雷达数据显示，冰川自下而上的融化过程可能比以前想象的更为广泛，大量海水侵入冰川接地冰层下的内陆深处。这些发现对我们了解南极洲冰川和预测未来海平面上升都有重大意义。

斯维斯冰川（Thwaites Glacier）是南极洲西部一个巨大盆地的排水系统，如果整个冰川消失在海洋中，相当于全球海平面上升 65 厘米。近几十年来，它以越来越快的速度变薄和后退，每年约有 500 亿吨冰流失。它的稳定性至关重要，因为一旦斯韦思冰川消失，邻近的冰川也可能加速融化，从而引发数百年内海平面上升数米。然而，究竟是什么原因导致了斯韦兹冰川的快速变化，至今仍不确定。

传统上，科学家们将斯怀兹这样的冰川建模为一个固定的边界，称为 "接地线"，即冰牢牢地固定在基岩上，而冰则升起漂浮在海洋上。实际上，新的数据显示，这条边界更适合描述为数公里宽的 "接地带"，它会随着海洋潮汐上下移动。在这一区域内，变暖的海水更容易进入并侵蚀冰川脆弱的底部。

现在，由冰川学家埃里克-里格诺（Eric Rignot）领导的加利福尼亚大学研究小组又向前迈进了一步，他们利用一组独特的新的每日卫星雷达图像，探测到了不规则的海水入侵，其范围甚至超出了斯韦思接地冰下的接地带。2023 年初，小型卫星 ICEYE 星座提供了前所未有的每日覆盖范围，该研究小组利用 ICEYE 星座提供的数据，详细绘制出了斯韦思接地带边界在每个潮汐周期的移动情况。

令他们惊讶的是，他们发现有证据表明，在涨潮时，海水会涌入内陆，最深处可达冰川下12公里处，深入到模型认为应该受到陆地保护的区域。通过跟踪斯怀特斯表面高程的微妙变化，他们检测到某些地方随着潮汐的上涨而向上隆起--这是海水从下面被挤压上来的明显迹象，就像一个充满液体的膀胱。这些侵入物呈圆形 "牛眼 "状，厚度可达 10 厘米，位于已知的地表下凹陷处的中心。

研究小组将内陆隆起归因于海水以每秒 50 厘米以上的速度沿冰川床流动。这种快速的冰川下传输系统使温暖的海水能够广泛地融化脆弱的地表冰层。即使是短暂的涨潮入侵也会产生巨大的影响，因为融化上覆冰层 3 厘米所需的热量就足以使一整米深的海水柱升温 3°C - 为下一个潮汐周期重新设定其融化潜力。

这些发现揭示了海洋热量是如何从内部融化斯怀特冰川的，甚至远远超出了模型假设冰川牢固地固定在基岩上的范围。冰川固定过渡到浮冰的百年概念可能需要修改，这对冰盖的可预测性有影响。研究人员指出，将广泛的冰川下洪水等机制包括在内，可以让模型更好地再现南极洲近期的快速变化。

为了评估探测到的侵入体可能造成的融化，研究小组根据潮汐对斯维斯最宽的 6 千米接地带内海水体积变化的影响进行了计算。即使采取保守的假设，他们估计每年的融化速度也高达 65 米--足以在气候预测的时间尺度上从内部掏空冰川。

海水输送的确切时间和路径受到南极洲复杂的冰川下水文系统的影响，滑铁卢大学的塞琳-道（Céline Dow）利用现有的冰床地形数据对该系统进行了建模。她的冰川排水系统（GlaDS）模型预测了一个高压分布式排水网络，密集的冰川下水在与冰川床槽相一致的低压通道之间流动。

令人震惊的是，卫星探测到的最大海水入侵范围的 "牛眼 "正好聚集在两个这样的主要通道之间--这解释了海水如何沿着高压带向内陆传播。GlaDS 的输出结果直接将海水通道与最容易受到潮汐涨落时从下往上的水力冲击的区域联系在一起。在更远的内陆地区，持续的 "牛眼 "被认为是亚冰川水在亚冰川系统内循环的结果，而不是海洋直接入侵的结果。

目前，斯怀兹冰川正处于一个短暂的临界点上--冰川后退时，冰床坡度不断上升，暂时减缓了冰川崩塌的速度，但冰川因大量进入海洋而融化的速度却有增无减。一旦冰川在未来十年内向后滑过即将出现的一个名为 "莫吉诺特山脊 "的山脊，陡然下降的冰床地形将无法阻止冰川加速失控后退。它和邻近冰川的命运将决定南极洲西部是否会发生海洋冰盖不稳定，在几个世纪里从海洋中吸走数米的海平面上升。

海洋偷偷地向内陆渗透的新证据表明，斯韦特斯和南极洲的海洋冰川可能已经比模型预测的损失更多的冰。正如研究人员总结的那样，在冰盖模拟中加入大范围基底泛滥的物理现象，可能是解开为什么过去的变化超出模型预期的关键。更新我们对海洋热量如何与南极洲脆弱的地底相互作用的看法，反过来又可以改进对南极洲未来对海平面的贡献的预测，因为全球变暖仍在无情地继续，而南极洲未来对海平面的贡献仍不确定，但可能是巨大的。

参考文献

1. Rignot, Eric (2024).南极洲西部 Thwaites 冰川接地冰层下的大范围海水入侵[数据集]。https://doi.org/10.5061/dryad.3ffbg79rm

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