冰川破裂时速80英里的速度记录有助于揭示冰盖崩塌的物理原理

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导读 据我们所知,这是迄今为止观察到的最快的裂缝打开事件,主要作者斯蒂芬妮·奥林格(StephanieOlinger)说,她是在华盛顿大学和哈佛大学进行博

“据我们所知,这是迄今为止观察到的最快的裂缝打开事件,”主要作者斯蒂芬妮·奥林格(StephanieOlinger)说,她是在华盛顿大学和哈佛大学进行博士研究的一部分,现在是斯坦福大学的博士后研究员。“这表明在某些情况下,冰架可能会破碎。它告诉我们未来需要留意这种类型的行为,并且它告诉我们如何在大型冰盖模型中描述这些裂缝。”

裂谷是一条贯穿典型南极冰架约1,000英尺(300米)的浮冰的裂缝。这些裂缝是冰架崩解的前兆,大块冰块从冰川上脱落并落入大海。此类事件经常发生在松岛冰川——研究中观察到的冰山早已与大陆分离。

“冰架对南极冰盖的其余部分发挥着非常重要的稳定影响。如果冰架破裂,后面的冰川冰就会加速流动,”奥林格说。“这种裂谷过程本质上就是南极冰架分裂大型冰山的过程。”

在南极洲的其他地区,裂缝通常会持续数月或数年。但在像松岛冰川这样快速变化的景观中,这种情况发生得更快,研究人员认为,南极西部冰盖已经过了崩塌到海洋的临界点。

卫星图像提供持续的观测结果。但轨道卫星每三天才会经过地球上的每个点。这三天里发生的事情更难确定,尤其是在脆弱的南极冰架的危险景观中。

在这项新研究中,研究人员结合了多种工具来了解裂谷的形成。他们使用了2012年其他研究人员放置在冰架上的仪器记录的地震数据以及卫星的雷达观测数据。

冰川冰在短时间尺度上表现得像固体,但在长时间尺度上更像是粘性液体。

“裂缝的形成更像是玻璃破裂还是橡皮泥被拉开?这就是问题所在,”奥林格说。“我们对这一事件的计算表明,这更像是玻璃破碎。”

奥林格说,如果冰是一种简单的脆性材料,它的破碎速度应该会更快。进一步的研究指出了海水的作用。裂谷中的海水使空间保持开放,抵抗冰川的向内力。由于海水具有粘度、表面张力和质量,因此它不能立即填充空隙。相反,海水填充裂缝的速度有助于减缓裂缝的蔓延。

奥林格说:“在我们提高大型冰盖模型的性能和对未来海平面上升的预测之前,我们必须对影响冰架稳定性的许多不同过程有一个良好的、基于物理学的理解。”

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