2022年初到2023年春天,南极半岛东侧的赫克托里亚冰川做了一件让冰川学家们屏住呼吸的事——它在15个月里向后退了大约25公里,相当于15英里。这个速度创下了现代观测史上 grounded ice( grounded ice 指 resting on bedrock、直接坐落在基岩上的冰体,而非漂浮在海上的冰架)最快退缩纪录。
事情的高潮发生在其中两个月:冰川末端一口气后退了8公里多。用研究者的话说,这座冰川从"看起来还算稳定"到"几乎 overnight 般快速解体",转折来得又快又猛。
NASA 地球观测站最近发布了这项研究的详细分析。我们不妨顺着时间线,看看这座冰川到底经历了什么,以及科学家从中学到了什么关于冰川稳定性的新认识。
一、冰川的"双重身份":为什么 grounded ice 的流失更值得关注
赫克托里亚冰川位于南极半岛,它的结构很有代表性:从陆地发源,向外延伸,末端形成一片漂浮在海上的"冰舌"(ice tongue)。这种结构在南极冰川中很常见,但赫克托里亚的特殊之处在于,它失去的不只是漂浮的冰舌,还有一大块 grounded ice——也就是直接坐落在基岩上的冰体。
这里需要区分两个概念。漂浮的冰架或冰舌融化,对海平面没有直接影响,就像你杯子里浮着的冰块融化,水位不会上升。但 grounded ice 不同,它原本被"锁"在陆地上,一旦流入海洋,就会实实在在增加海水总量。
研究人员通过多种遥感数据分析确认,赫克托里亚这次失去的 grounded ice 规模可观。虽然这座冰川本身在南极算是"小块头"——跟那些动辄上百公里宽的大冰川没法比——但科学家警告说,如果类似的过程发生在更大的冰川身上,后果会严重得多。
二、时间线:一场跨越二十年的连锁反应
要理解2022-2023年的这次崩塌,得从二十多年前说起。
2002年: Larsen B 冰架解体
2002年,拉森B冰架(Larsen B Ice Shelf)在短短几周内迅速崩解消失。这座冰架曾经像一道屏障,挡在赫克托里亚冰川和海洋之间,缓冲着海浪和温暖海水的冲击。屏障消失后,赫克托里亚和周边冰川开始逐年变薄、后退。
2011年:意外的喘息
事情在2011年出现转折。拉森B海湾内,固定冰(landfast sea ice,即与海岸或海底冻结在一起的海冰,不像浮冰那样随流漂移)扩张到了足够的范围,恰好抵住了赫克托里亚冰川的末端。这种"临时支架"让冰川重新获得支撑,开始缓慢向前推进。
对冰川学家来说,这段时期是个有趣的观察窗口:它证明了海冰分布对冰川动态有实实在在的影响,但这种影响能持续多久,当时谁也说不准。
2022年1月:最后一根稻草
2022年1月,那片固定冰突然破裂。研究人员推测,强烈的海洋涌浪可能是罪魁祸首——涌浪传递到海湾深处,震碎了原本就脆弱的海冰结构。支撑一旦消失,赫克托里亚冰川立刻重新进入快速变化模式。
接下来的15个月,就是开头提到的那场"创纪录撤退"。
三、卫星看到了什么
由于南极天气多变,云层频繁遮挡,研究人员没能捕捉到崩溃过程的每一帧画面。目前最完整的 Landsat 卫星影像来自撤退发生约一年后——2023年3月的无云图像刚好覆盖了整个区域。
但这并不妨碍科学家还原事件全貌。通过整合多种遥感数据——包括测量冰面高程变化的卫星、追踪冰川流速的雷达数据等——研究团队拼凑出了撤退的完整图景。
数据显示,撤退高峰期的那两个月,冰川末端平均每天后退超过130米。这种速度在 grounded ice 的观测史上没有先例。
一个值得注意的细节是:剧烈撤退之后,赫克托里亚冰川的末端在2023年基本稳定了下来,不再继续快速后退。但附近的格林冰川(Green Glacier)仍在持续缩减。这种"邻居不同步"的现象说明,即便在相近区域,每座冰川的响应节奏也可能因局部地形、海洋条件而异。
四、冰川形状如何"放大"了崩溃速度
这项研究的一个重要发现是:赫克托里亚冰川的"身材"和"地基"条件,在很大程度上决定了它能退得多快。
研究人员指出,该冰川末端所在的基岩区域相对平坦。这意味着一旦支撑力减弱,冰体可以"顺畅地"向后滑动,没有太多地形起伏来拖慢速度。相比之下,如果基岩是深槽或起伏地形,冰川后退可能会受到更多摩擦和几何约束。
此外,冰川失去冰舌后,温暖海水更容易长驱直入,接触到原本被保护在深处的 grounded ice。这种"海洋驱动的失稳"(ocean-driven instability)是南极冰川研究中的热门话题——它描述的是一种自我强化的过程:冰退得越多,海水接触面越大,融化越快,进而加速更多冰的流失。
赫克托里亚的案例提供了一个相对"干净"的研究样本:它规模适中,变化迅速,且发生在卫星观测密集的年代。科学家可以借此检验和完善关于冰川不稳定性的理论模型。
五、小冰川,大问号
赫克托里亚冰川本身对全球海平面的贡献有限。但研究人员反复强调,真正令人担忧的是"如果"。
南极有几座巨型冰川——比如思韦茨冰川(Thwaites Glacier)、松岛冰川(Pine Island Glacier)——它们体量巨大,且同样面临海洋变暖的威胁。如果这些大冰川经历类似赫克托里亚的快速崩溃,时间尺度可能从"世纪"压缩到"十年",对海平面上升预测将是颠覆性的改变。
当然,科学家目前还不能确定这种"如果"有多大可能性。赫克托里亚的基岩地形、海冰配置、海洋条件都是独特的组合,其他冰川未必会复制同样的剧本。但这项研究至少证明了一件事:南极冰川的稳定性边界,可能比过去认为的更脆弱,更敏感。
六、还有什么没搞懂
研究团队在分析中也留下了明确的"未知"清单。这些未知不是疏忽,而是科学诚实的表现——它们指向了下一步研究的方向。
首先,2022年1月固定冰破裂的具体机制还需要更多数据。研究人员提到了海洋涌浪的可能性,但涌浪的强度、来源、传播路径都还是推测性的。南极半岛周边的海冰-海洋-大气相互作用,观测网络仍然稀疏。
其次,赫克托里亚冰川在2011-2022年间的"相对稳定期"里,内部结构发生了哪些变化?冰层是否因为长期变薄而变得更容易断裂?这些问题关系到如何预测其他冰川的"临界点"。
最后,撤退之后的"新稳定"能维持多久?冰川末端现在处于什么状态?这些都需要持续监测。
七、一点个人化的观察
读这项研究时,有一个细节让我反复想了几次:2011年那片"意外"的固定冰。
它本来不是冰川系统的一部分,只是气候波动中的一次偶然——恰好那年海冰多,恰好分布在那个位置,恰好撑住了冰川末端。然后它撑了十一年,又在一次风暴或涌浪中消失。冰川的命运,就这样被一片"临时 scaffolding"的存废所左右。
这提醒我们,南极的冰盖不是一个静态的冰块,而是一个充满反馈、阈值和偶然性的动态系统。有些变化是线性的、可预期的;有些则像赫克托里亚这样,在特定条件下突然"跳"到一个新状态。
对于习惯用"平衡"思维理解自然的人来说,这种"非线性"可能不太直观。但越来越多的观测表明,地球系统的某些部分确实会以这种方式运作——稳定累积,然后骤然释放。
赫克托里亚冰川的15个月,或许就是这种非线性的一个注脚。它不大,但它清晰。它发生在我们能观测、能记录、能分析的时代,这本身就是科学上的幸运。至于这种幸运能转化为多少预警能力,还要看接下来多少座冰川会被纳入类似的密切监视——以及我们能从它们的"意外"中学到多少。
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