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海底突起的岩石結構可使南極洲的冰河不易滑入海中
南極的派恩島冰河(Pine Island Glacier)有個不好的名稱﹕南極洲當前對全球海平面上升的「最大貢獻者」﹐污名來自它近幾十年流失了大量的冰。冰河在崩解過程中產生了許多冰山﹐面積達美國曼哈頓的數倍﹔現在科學家已經找出﹐造成這座冰河最壯觀幾次崩解事件的原因。
禍首就是海底岩脊﹐冰河底部偶爾會碰撞到高高突起的海底岩脊﹐而碰撞造成的小裂縫不斷擴大﹐直到把一大塊冰折斷。不過海底岩脊並非只有壞處﹐它碾磨冰河底部幫助冰河保持穩定﹐可讓冰河慢一點流入海。德國韋格納研究所(Alfred Wegener Institute)赫姆霍茲極地與海洋研究中心的地球物理學家安特(Jan Erik Arndt)與同事在2017年2月從智利的旁達阿里納搭乘破冰船極星號(Polarstern)出海﹐一星期後抵達派恩島海灣﹐海灣裡充滿冰山﹐最高的可達40公尺。他們來到這裡﹐為的是找出派恩島冰河這塊向外延伸的冰其穩定性受到什麼因素影響﹖
安特與同事從極星號發射聲波到海裡﹐測量聲波從海底反射回來的時間﹐便可繪出海灣水下數百平方公里的地形。他們觀測的是一條帶狀海床﹐長久以來海床壓在400公尺的厚冰之下﹐最近才因冰河崩解而暴露出來。安特說﹕「這是好機會﹐讓我們能測繪以前無法進入的區域。」。
他和研究團隊發現此處的海底地貌複雜﹐而且有個明顯特徵。那是一塊突出的岩脊﹐最高點距海面不到375公尺。安特說﹕「會看到如此巨大的岩脊﹐我們很驚訝。」研究團隊認為﹐這塊岩脊過去很可能一直阻擋著派恩島冰河。衛星影像上顯示的就是岩脊的頂端﹐稱為皺摺(rumple)﹐一如他們在冰河底部所見。安特解釋﹕「我們看到冰棚底下的地形在冰河底部留下痕跡。」研究人員推測﹐冰河碰撞到岩脊﹐就像踩了煞車﹐會受到攔阻無法流入海中。他們猜想﹐從1940年代開始﹐岩脊就阻擋冰河。
不過煞車後來失效了﹔一道較暖的海流消融了冰河的底部後﹐派恩島冰河可能在2006年便碰觸不到岩脊。研究團隊的研究指出﹐衛星影像中的皺摺在這個時候消失了。(科學家表示﹐今年稍早在冰河底下發現的火山﹐也可能造成冰河變薄。)當派恩島冰河再度滑向海面﹐研究人員認為﹐它可能又撞上另一個經極星號繪測並確認的海底岩石結構。這些碰撞擠壓到冰﹐形成數公里長的裂縫﹐在2007和2011年的衛星影像皆可見到這些裂縫﹔這些裂縫不斷擴大﹐冰河終於崩解成巨大的冰山。
沒有參與這項研究的美國賓州州立大學地球科學家艾理(Richard Alley)表示﹐海底特徵對冰棚的穩定性「真的很重要」。他評論道﹐這項研究是在「探討一個迷人的地方所發生的有趣問題。」密西根大學的冰河學家巴西斯(Jeremy Bassis)補充﹕「冰河底下的海底地形例如突起與凹陷﹐對於控制冰河何時破裂扮演非常重要的角色。」。
當冰河入海消融之後﹐海平面會上升﹐這對世界上絕大多數的人來說是壞消息﹔全球人口大約40%住在距離海岸100公里以內的區域。美國有些城市例如紐奧良﹐已經位於海平面以下﹐其他城市例如邁阿密目前經常遭受洪災。現在﹐派恩島冰河還算穩定﹕北側受陸上一座小山丘阻擋﹐南側前緣則由一道厚重的冰流圍住。不過安特與同事預測﹐情況即將改變﹕去年底他們發現冰河出現一道30公里長的裂縫﹐下一個崩解事件很可能在此發生。
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