1966 年從海軍飛機上拍攝的一張失傳已久的照片，意外地成為了了解南極洲冰架崩塌原因及其對全球海平面上升意味著什么的關鍵。哥本哈根大學的科學家們將這些被遺忘的航拍圖像與現代衛星數據相結合，追蹤了沃迪（Wordie）冰架緩慢而持續的崩解過程。他們的發現顛覆了傳統的認知：導致崩塌的并非冰架表面的融化，而是更溫暖的海水從下方侵蝕冰架。

Wordie 崩潰前后對比圖（1966-2022）。圖片來源：Mads Domgaard

1966年11月28日，一架美國飛機飛越智利南端以南的南極半島。機上有一位攝影師，很可能來自美國海軍，他的任務是繪制下方冰凍的地貌。

然而，他捕捉到的東西卻意義非凡。他拍攝的照片中，有一張是沃迪冰架的照片，那是一塊巨大的浮冰。在接下來的30年里，這塊冰架幾乎完全崩塌。

它的崩塌釋放出巨大的冰塊，使其后的冰川自由流入海洋。這一過程可能導致海平面上升，尤其是在涉及更大冰架的情況下。

像沃爾迪冰架這樣的冰架，對冰川從冰蓋流向海洋起到了“剎車”的作用。當冰架消失時，冰川就會失去這種支撐，開始漂浮，并加速融化。 由于冰架的冰塊已部分或全部沉入海中，其對海平面上升的直接貢獻有限。另一方面，它們所保留的冰川冰位于陸地上，因此每一立方米的冰川冰都會影響全球海洋的水位。 盡管南極洲遙遠，但像丹麥這樣的地區正受到重力作用導致冰架崩塌而導致海平面上升的嚴重影響。在南極洲融化之前，其冰塊有助于將海水向南拉。當冰融化入海后，重力場發生了變化，導致北部海平面上升幅度更大。

雖然沃迪冰架相對較小，但它的崩塌是一個警示信號。南極洲擁有像龍尼冰架和羅斯冰架這樣的巨型冰架，這些冰架上承載著足夠多的陸地連接冰，如果它們崩塌，全球海平面將上升多達五米。

盡管南極洲感覺遙遠，但那里發生的事情卻影響著世界各地的海岸線。由于引力的作用，南半球冰川融化可能導致丹麥等地及其他地方的海平面上升。

這張照片拍攝于1966年，成為記錄沃迪冰架緩慢崩解的一系列非凡照片中的第一張。如今，哥本哈根大學的研究人員將這些歷史航拍圖像與現代衛星數據相結合，創建了迄今為止最詳細的冰架崩塌延時影像。

他們的研究發表在《自然通訊》上，揭示了這些崩塌是如何隨時間推移而發生的。這些數據為科學家提供了一個強大的新工具，可以探測到崩塌的早期預警信號，并更好地理解正在重塑南極洲并威脅全球海岸線的力量。

“我們已經發現了幾個冰架即將崩塌的跡象，預計其他冰架也會觀察到這些跡象。但或許更重要的是，這些數據為我們提供了大量的線索，可以揭示崩塌的程度。這是一個全新的工具，我們可以用它來對面臨崩塌風險或已處于崩塌過程中的冰架進行現實檢驗，”該研究的主要作者、地球科學與自然資源管理系博士后Mads D?mgaard說道。

研究人員表示，這些知識將增強海平面上升的計算機模型，并更準確地預測海平面上升的時間，從而能夠以最有效的方式優先考慮對氣候變化適應的投資。

在研究中，研究人員使用了 1966 年至 1969 年間多次飛越 Wordie 時拍攝的圖像。 在分析歷史航拍照片時，研究人員采用了運動結構攝影測量方法，該方法利用重疊的照片來計算景觀或物體的精確三維模型。 通過分析照片之間的透視差異，可以高精度地測量高度和距離，從而追蹤冰面、厚度和速度隨時間的變化。

研究人員利用一種名為“運動結構攝影測量”的技術對數百張歷史航拍照片進行了分析。這種方法使科學家能夠精確重建自20世紀60年代以來的冰層厚度、范圍、表面結構和流速。

通過這種方式，研究人員分析了沃迪冰蓋的崩塌，并進一步了解了相關因素。此前，人們認為，溫暖的大氣是導致崩塌的主要因素，同樣，冰面上融水湖的形成也發揮了作用。這項新研究推翻了這兩個假設。

相反，研究人員強調，海水和冰面交匯處的冰層融化是決定性因素。“我們的研究結果表明，沃爾迪冰架崩塌的主要原因是海水溫度上升，導致浮冰架下方的冰融化，”Mads D?mgaard 說道。

此外，這項研究的發現已經改變了科學家們對冰架崩塌的認知基礎。據合著者安德斯·安克·比約克（Anders Anker Bj?rk）稱，新數據加深了我們對冰架崩塌發生方式和速度的理解。

“根據我們的研究結果，我們初步得出的結論是，冰架崩塌的速度可能比我們預想的要慢。這意味著，基于此類研究的知識，南極洲因冰架融化而導致海平面急劇上升的風險略低。”地球科學與自然資源管理系助理教授安德斯·安克·比約克（Anders Anker Bj?rk）表示。

但他解釋道，這也有不利的一面：“這已經相當于一艘超級油輪需要調轉航向才能阻止南極冰層融化，但我們的數據顯示，冰蓋崩塌過程比之前預想的還要漫長。而這個漫長的過程將使冰蓋一旦開始融化就更難扭轉。這是一個明確的信號，表明現在就應該優先停止溫室氣體排放，而不是等到將來。”安德斯·安克·比約克說道。

編譯自/scitechdaily