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裝有傳感器的海豹發現南極洲周圍新的海水通道

2024-07-22科學

研究人員發現,氣候變遷加劇的南極冰架融水正在形成一個復雜的洋流網絡,影響著整個南極大陸的冰雪消融。加州理工學院的研究人員利用自動水下航行器和配備傳感器的海豹的數據,在研究較少的貝林斯豪森海追蹤了這些融水路徑。他們的發現揭示了新的水下特征和水流,透過了解這些相互關聯的過程,有助於預測未來海平面的上升。

新的研究強調了南極冰架的融水如何在氣候變遷的驅動下透過洋流影響鄰近的冰架。使用創新方法(包括配備傳感器的海豹)對這一相互關聯的系統進行研究,對於了解和預測海平面上升至關重要。資料來源:安迪-湯普森

氣候變遷對南極冰架的影響

由於氣候變遷導致氣候變暖,南極冰架正在加速融化。大部份融水來自冰架下方,是冰架下暖流的結果。然而,這一過程並沒有就此停止--當融水進入海洋後,會被洋流帶到南極洲沿岸,從而改變下遊冰架的融化速度。為了更好地了解和預測融化及其導致的海平面上升,需要繪制這些融水路徑圖。

加州理工學院環境科學與工程系約翰-S.和雪莉-陳教授安迪-湯普森說:"我們過去認為冰架是孤立的系統,但我們現在明白,多個冰架透過南極沿岸的洋流連線在一起。一個冰架發生的變化會改變另一個冰架的行程。為了準確預測變化,我們必須了解它們之間的多米諾骨牌效應"。

溫度和鹽度的測量數據是從南大洋貝林斯豪森海的尼森尼爾-B-帕爾默號考察船采集的。近幾十年來,南極洲西部這一地區冰架體積的損失迅速增加。資料來源:安迪-湯普森

發現新的融水路徑

十多年來,湯普森實驗室的研究人員利用多種技術對南極海域進行了研究。由資深研究科學家馬爾-弗萊薩斯(Mar Flexas)領導的一項新研究對水下自動潛航器以及頭上裝有傳感器的海豹收集到的數據進行了研究。透過這些數據,研究小組發現了一股新的海流,融水沿著這股海流流經南極洲最靠近南美洲的貝林斯豪森海區域。

"隨著冰架的融化,海水會變得更涼、更新鮮,從而降低其融化能力"。

湯普森是朗奴-林德和瑪克辛-林德全球環境科學中心(Ronald and Maxine Linde Center for Global Environmental Science)主任兼環境科學執行官。

在南大洋貝林斯豪森海(Bellingshausen Sea)部署自主海洋飛行器(滑翔機)。滑翔機測量海洋中的溫度、鹽度和溶解氣體濃度。這些數據可用於監測海洋如何將熱量帶向南極浮冰架。資料來源:安迪-湯普森

來自多個機構的研究人員進行了長達數十年的合作,為海豹配備了小型傳感器,當這些動物在海洋中旅行和潛水尋找食物時,傳感器會測量海洋內容。該計劃被稱為海洋哺乳動物極地到極地海洋探索計劃(MEOP),收集到的數據向研究人員公開。

Flexas 和她的團隊將這些數據與湯普森實驗室海底海洋滑翔機的數據結合起來,收集了整個貝林斯豪森海和阿蒙森海的海洋溫度、鹽度、含氧量和水中顆粒物濃度等特性的資訊。

研究小組確定了源自不同冰架的兩條截然不同的融水路徑。其中一條沿著海岸,可以透過在深處滯留暖水來增加下遊冰架的融化,而另一條路徑則返回公海。有趣的是,海豹數據揭示了一個以前未知的海底槽或峽谷,研究小組將其命名為"海豹槽"(Seal Trough),非常貼切。像海豹槽這樣的水下地形特征會影響洋流的流向,就像旱地上的峽谷會引導河流的流向一樣。

研究意義和未來影響

這項研究是了解單個冰架融化如何影響更大的南極環流和整個南極大陸冰架融化的重要一步。隨著氣候變遷導致海洋持續變暖,需要更好地了解南極海岸附近的變化過程,以預測未來全球海平面上升的速度。

題為"從貝林斯豪森海到阿蒙森海的海盆間交換途徑"的論文介紹了這項研究,論文發表在【JGR 海洋】雜誌上。

編譯自/ScitechDaily