南极交响曲：揭示冰川不可逆转的退缩和大范围冰损的前奏

派恩岛冰川是南极西部冰盖流速最快的冰出口之一，排水面积相当于英国的四分之三。近几十年来，该冰川一直在迅速消退并失去冰块，对全球海平面上升的贡献比任何其他南极冰川都要大。

冰川消融的速度和冰层流失的速度引发了人们对该地区稳定性的担忧。模型结果显示，南极洲西部的这个地区未来可能会崩溃。如果确实如此，那么全球平均海平面可能会上升几米。

过去曾有过全球海平面快速上升的时期（每年上升 1 厘米至 2 厘米）。发生这种情况可能是因为冰川正在加速失去质量。造成这种现象的关键机制之一被称为“海洋冰盖不稳定”。

当冰川（如南极洲西部的冰川）因气候变化而经历小幅退缩时，即使变化逆转，它们也可能继续退缩。从本质上讲，冰川被推过临界点，从而经历快速的质量损失，直到达到新的状态。

这种退缩是不可逆转的，因为冰川恢复原来位置所需的气候变化比最初导致其退缩的气候变化要大得多。这种不稳定机制在理论上已经得到很好的理解，模型显示这种不稳定机制未来可能会在南极洲西部发生。但到目前为止，还没有证据表明这件事在过去发生过。

在一项新研究中，我们发现松岛冰川从 20 世纪 40 年代开始经历了不可逆转的质量损失和消退。我们的模型表明，漂浮冰架下融化的暂时增加足以将冰川推过临界点。

这一加速撤退的阶段到 20 世纪 90 年代结束。但是，在我们使用相同模型的另一项研究中，我们发现，除非全球变暖保持在安全范围内，否则冰川将跨越未来的临界点。

发生了什么？

20 世纪 40 年代之前，松岛冰川的延伸范围比现在还要大。它的接地线（冰川冰开始漂浮在海洋中而不是与地面接触的点）位于下游 40 公里处的海底浅脊上。这个山脊为冰川提供了一个稳定的位置，使其保持在适当的位置，可能至少持续 5,000 到 10,000 年。

最近的观测表明，浮冰架下方的海洋状况每年都在变化。每隔一段时间，温暖的海水就会与漂浮的冰层底部接触，导致底部大量融化。20 世纪 40 年代，南极洲西部的气候异常与大型厄尔尼诺事件有关，可能引发了海洋条件的暂时变化。

我们发现，由于冰架下方海洋条件的变化而导致融化的增加，会导致上游的接地冰变薄。这导致接地冰川和海底之间出现了缝隙，使得温暖的海水能够流过山脊。这些结果得到了从当今冰架下的沉积物中发现的证据的支持。

一旦温暖的海水在新暴露的冰层下循环，它就会以更快的速度引发进一步融化和变薄。我们的模型显示，这引发了接下来的两到三十年的快速退缩和加速的冰流，最终导致 20 世纪 70 年代末和 1980 年代初冰架从山脊分离。我们的模型中显示的退缩模式和时间尺度与冰川变化的观察结果一致。

不可逆转的改变

冰架从山脊分离后，冰流速度减慢，退缩也更加缓慢。20 世纪 90 年代初，当接地线到达基岩浅层时，这种退缩才停止。

我们的分析表明，20世纪40年代至1970年代的快速倒退阶段是不可逆转的。如果在此期间海洋条件变冷并且大陆架下方的融化程度较低，那么这将无法阻止持续的质量损失。

这些结果向我们表明，如果冰川浮冰架底部的融化量显着增加，它可能会退缩到临界点。这意味着即使条件冷却，冰块的损失也可能是不可逆转的。

这对未来的影响是显而易见的。以前发生的事情可能会再次发生。如果我们跨越未来的冰盖临界点，仅仅恢复到之前的气候条件可能不足以修复损害。