根據科羅拉多大學環境科學研究所（CIRES）領導的一篇新論文，在格陵蘭島的冰川Jakobshavn Isbræ將大塊的冰塊送入海洋前不久，沿著冰川終點漂浮的冰山的泥濘集合發生了突變。週三發表在《自然-地球科學》上的這項工作表明，漂浮在冰川-海洋邊界的厚厚的冰山集合體在冰川出海前一小時會發生鬆動。這一發現可能有助於科學家們更好地了解未來海平面上升的情況，也可以幫助他們預測何時會發生重大的冰山融化事件。

在冬季，冰山和海冰在Jakobshavn Isbræ前面的峽灣內積聚，形成一個冰塞，阻止了冰川出海。冰川可以繼續流入峽灣，完好無損，並且每天前進幾十米。這種冰雪物質的積累，科學家稱之為“冰混合物”（ice mélange），一直持續到夏天，但它的架狀結構在相對溫暖的環境中失去了剛性，它的行為更像是在峽灣中堵塞在一起的單個冰山。到目前為止，還沒有研究表明這種夏末的冰層交錯是否能影響冰山的形成。

CIRES地球科學和觀測中心的研究員、這項新研究的主要作者Ryan Cassotto說：“只需要一點點的應變，混合物就會鬆動一點，因此它不再是一個冰塞。”

為了了解在這些結冰事件中發生了什麼，Cassotto和他的同事在2012年將地面雷達干涉儀帶到格陵蘭島，並將其設置在Jakobshavn Isbræ的冰川峽灣，每三分鐘記錄一次冰山互動。他們發現，在結冰事件之間，冰混合物中的冰山一起移動，作為一個單一的、有凝聚力的單元流向峽灣。

但是，就在他們觀察到的14次結冰事件的每一次之前，單個冰山的運動發生了變化–冰層不再作為一個單一的、連貫的單元流動，而是鬆動了，冰山開始彼此獨立運動。

Cassotto說：“當冰層鬆動時，單個冰山開始旋轉，而當它們開始旋轉時，冰層就失去了它的結構。當它失去其結構時，它就失去了阻礙裂冰的能力。”

為了了解在這些事件中冰混合物中的冰山發生了什麼，研究人員使用了一個模擬單個冰山運動的粒子動力學模型。他們發現，只需要冰層的小幅下行擴張就可以觸發冰山的獨立運動。

埃默里大學物理學副教授、該論文的共同作者Justin Burton說：“作為通向海洋的門戶，冰混合物可以對未來海平面上升的預測有直接影響。我們已經提供了有史以來最好的、最精確的數據，顯示了導致重大結冰事件的過程。這有助於我們了解決定有多少冰排入海洋的力量，以及它發生的速度。”

這種轉變的確切原因還不清楚，但是海洋潮汐的變化、冰川下排放的融水和風可能有助於解釋厚厚的冰山集合體向後推擠冰川的突然鬆動。

Cassotto表示，這項研究首次表明，基本上沒有海冰的冰混合物可以控製冰川的裂冰時間。這也是研究人員能夠在自然環境中觀察一種材料的顆粒尺度變化的第一項研究。

阿拉斯加大學東南分校地球物理學副教授、該論文的共同作者Jason Amundson說：“大多數對顆粒材料的研究都是在實驗室進行的。這些觀察表明，我們可以通過研究密集的冰山群來獲得對顆粒狀材料行為的新認識，冰山代表了地球上一些最大的顆粒狀材料。這項研究中的方法可用於預測其他地球物理材料的失效，如泥石流或滑坡。”