1966年海军航拍的照片意外成为了解南极洲冰架崩塌原因的关键

1966 年从海军飞机上拍摄的一张失传已久的照片，意外地成为了了解南极洲冰架崩塌原因及其对全球海平面上升意味着什么的关键。哥本哈根大学的科学家们将这些被遗忘的航拍图像与现代卫星数据相结合，追踪了沃迪（Wordie）冰架缓慢而持续的崩解过程。他们的发现颠覆了传统的认知：导致崩塌的并非冰架表面的融化，而是更温暖的海水从下方侵蚀冰架。

Wordie 崩溃前后对比图（1966-2022）。图片来源：Mads Domgaard

1966年11月28日，一架美国飞机飞越智利南端以南的南极半岛。机上有一位摄影师，很可能来自美国海军，他的任务是绘制下方冰冻的地貌。

然而，他捕捉到的东西却意义非凡。他拍摄的照片中，有一张是沃迪冰架的照片，那是一块巨大的浮冰。在接下来的30年里，这块冰架几乎完全崩塌。

它的崩塌释放出巨大的冰块，使其后的冰川自由流入海洋。这一过程可能导致海平面上升，尤其是在涉及更大冰架的情况下。

像沃尔迪冰架这样的冰架，对冰川从冰盖流向海洋起到了“刹车”的作用。当冰架消失时，冰川就会失去这种支撑，开始漂浮，并加速融化。 由于冰架的冰块已部分或全部沉入海中，其对海平面上升的直接贡献有限。另一方面，它们所保留的冰川冰位于陆地上，因此每一立方米的冰川冰都会影响全球海洋的水位。 尽管南极洲遥远，但像丹麦这样的地区正受到重力作用导致冰架崩塌而导致海平面上升的严重影响。在南极洲融化之前，其冰块有助于将海水向南拉。当冰融化入海后，重力场发生了变化，导致北部海平面上升幅度更大。

虽然沃迪冰架相对较小，但它的崩塌是一个警示信号。南极洲拥有像龙尼冰架和罗斯冰架这样的巨型冰架，这些冰架上承载着足够多的陆地连接冰，如果它们崩塌，全球海平面将上升多达五米。

尽管南极洲感觉遥远，但那里发生的事情却影响着世界各地的海岸线。由于引力的作用，南半球冰川融化可能导致丹麦等地及其他地方的海平面上升。

这张照片拍摄于1966年，成为记录沃迪冰架缓慢崩解的一系列非凡照片中的第一张。如今，哥本哈根大学的研究人员将这些历史航拍图像与现代卫星数据相结合，创建了迄今为止最详细的冰架崩塌延时影像。

他们的研究发表在《自然通讯》上，揭示了这些崩塌是如何随时间推移而发生的。这些数据为科学家提供了一个强大的新工具，可以探测到崩塌的早期预警信号，并更好地理解正在重塑南极洲并威胁全球海岸线的力量。

“我们已经发现了几个冰架即将崩塌的迹象，预计其他冰架也会观察到这些迹象。但或许更重要的是，这些数据为我们提供了大量的线索，可以揭示崩塌的程度。这是一个全新的工具，我们可以用它来对面临崩塌风险或已处于崩塌过程中的冰架进行现实检验，”该研究的主要作者、地球科学与自然资源管理系博士后Mads Dømgaard说道。

研究人员表示，这些知识将增强海平面上升的计算机模型，并更准确地预测海平面上升的时间，从而能够以最有效的方式优先考虑对气候变化适应的投资。

在研究中，研究人员使用了 1966 年至 1969 年间多次飞越 Wordie 时拍摄的图像。 在分析历史航拍照片时，研究人员采用了运动结构摄影测量方法，该方法利用重叠的照片来计算景观或物体的精确三维模型。 通过分析照片之间的透视差异，可以高精度地测量高度和距离，从而追踪冰面、厚度和速度随时间的变化。

研究人员利用一种名为“运动结构摄影测量”的技术对数百张历史航拍照片进行了分析。这种方法使科学家能够精确重建自20世纪60年代以来的冰层厚度、范围、表面结构和流速。

通过这种方式，研究人员分析了沃迪冰盖的崩塌，并进一步了解了相关因素。此前，人们认为，温暖的大气是导致崩塌的主要因素，同样，冰面上融水湖的形成也发挥了作用。这项新研究推翻了这两个假设。

相反，研究人员强调，海水和冰面交汇处的冰层融化是决定性因素。“我们的研究结果表明，沃尔迪冰架崩塌的主要原因是海水温度上升，导致浮冰架下方的冰融化，”Mads Dømgaard 说道。

此外，这项研究的发现已经改变了科学家们对冰架崩塌的认知基础。据合著者安德斯·安克·比约克（Anders Anker Bjørk）称，新数据加深了我们对冰架崩塌发生方式和速度的理解。

“根据我们的研究结果，我们初步得出的结论是，冰架崩塌的速度可能比我们预想的要慢。这意味着，基于此类研究的知识，南极洲因冰架融化而导致海平面急剧上升的风险略低。”地球科学与自然资源管理系助理教授安德斯·安克·比约克（Anders Anker Bjørk）表示。

但他解释道，这也有不利的一面：“这已经相当于一艘超级油轮需要调转航向才能阻止南极冰层融化，但我们的数据显示，冰盖崩塌过程比之前预想的还要漫长。而这个漫长的过程将使冰盖一旦开始融化就更难扭转。这是一个明确的信号，表明现在就应该优先停止温室气体排放，而不是等到将来。”安德斯·安克·比约克说道。

编译自/scitechdaily