一項新研究稱，隨著南極洲冰架上被稱為冰混合物（ice mélange）的”冰泥”的融化，即使是在冬季，裂縫也會增長，冰山也會斷裂。 美國宇航局（NASA）噴氣推進實驗室和加州大學爾灣分校的研究人員發現了一個冰雪過程，可能導致一座特拉華州大小的冰山在2017年南半球的巨大Larsen C冰架上斷裂。

這一發現表明，冰混合物–一種冰山碎片以及冰架內和周圍的海冰的混合物–對於將冰架固定在一起至關重要，這意味著由於氣溫上升，這些冰架破裂的速度可能比科學家預期的還要快。

冰架是延伸到海洋上的冰川的「漂浮舌」，減緩了南極洲的冰川對全球海平面上升的貢獻。 當冰川的冰架在南大洋上流動時，它最終會卡在一個島嶼、海底山脊或包圍冰川的海灣壁上。 冰架減緩了冰川的前進速度。 但是在最近幾十年裡，南極半島的冰架一直在更快地移動和解體。 如果這個過程持續下去，直到足夠多的冰架斷裂（如2002年的 Larsen B），冰架擋住的冰川開始更迅速地從陸地流向海洋。 這增加了海平面上升的速度。

氣候變暖是造成這種冰架行為變化的根本原因，因為它提高了冰川上方空氣和下方海水的溫度。 但是，冰架對氣候變暖的反應方式還沒有被完全理解。 科學家們認為，冰上融水的凍融迴圈正在使裂縫擴大。 但是，如果是這樣的話，Larsen C怎麼會在冬天釋放出它的巨大冰山？

為了回答這個問題，JPL和加州大學爾灣分校的研究人員把重點放在了冰混合物上。 這種混亂的、大塊的混合物具有類似於膠水或灌漿料的天然特性，可以填補裂縫或縫隙，並粘在冰和岩石上。 當它積聚在冰架的裂縫中時，它會形成一個與周圍的冰一樣堅硬的薄層，將裂縫固定在一起。 在冰架的兩側，一層層的冰混合物將冰與周圍的岩壁粘合在一起。 加州大學爾灣分校教授、該研究的共同作者Eric Rignot說：”我們一直懷疑這種混合物發揮了關鍵作用，但直到最近我們才對其特徵有了很好的觀察，”該研究發表在《國家科學院院刊》上。

研究人員利用NASA的冰層和海平面系統模型，以及來自NASA冰橋行動和歐洲及美國宇航局衛星的觀測數據，對整個Larsen C冰架進行建模。 他們首先評估了冰架上數百個裂縫中哪些最容易破裂，選擇了11個裂縫進行深入分析。 他們類比了如果只有冰架因融化而變薄，如果只有冰混合物變薄，以及如果兩者都變薄，這些裂縫會發生什麼。

“很多人憑直覺認為，如果你使冰架變薄，你將會使它變得更加脆弱，它將會斷裂，”JPL科學家和新研究的主要作者Eric Larour解釋說。 相反，該模型顯示，在不改變冰混合物的情況下簡單地減薄冰架實際上閉合了裂縫，每年的平均拓寬率從259英尺降至72英尺（79米至22米）。 同時減薄冰架和膠結體也閉合了裂縫。 因此，單單冰川的融化並不能解釋為什麼冰架會更快地斷裂。

然而，當研究人員在模型中只減薄混合層，而不減少冰川冰本身的厚度時，冰架上的裂縫擴大得更快，從每年平均249英尺加速到367英尺（76米到112米）。 當狹窄的混合層變薄到大約30至50英尺（約10或15米）時，它們完全失去了將裂縫固定在一起的能力。 裂縫可以迅速擴大，大冰山就會鬆動–就像發生在Larsen C上的那樣。

為什麼這很重要？ Larour表示：「我們已經指出了一個物理過程，這個過程能夠在大氣層大幅變暖之前破壞冰架的穩定性。 “科學家們經常使用預測的空氣溫度上升來估計南極冰架將以多快的速度破裂，因此，全球海平面將上升多快。 但是這些狹窄的混雜層主要是通過與下面的海水接觸而融化的，這種情況全年都在持續。 在一年中的任何時候，它們可能變得太薄，無法繼續將冰架固定在一起。

“我們認為這個過程可能解釋了為什麼南極半島的冰架在融水開始在其表面積聚之前幾十年就開始破裂了，”Rignot說。 “這意味著南極的冰架可能更容易受到氣候變暖的影響–而且比以前想像的要早。”