格陵蘭島和南極冰川中凍結了足夠的水，如果它們融化，全球海平面將上升許多英尺。這些冰川在未來幾十年會發生什麼變化，是未來海平面上升的最大未知數，部分原因是冰川斷裂的物理原理尚未完全理解。

在這幅插圖中，海水從地表深處流入南極洲正在打開的冰架裂縫。新的研究表明，這種裂縫的打開速度非常快，湧入的海水有助於控製冰架破裂的速度。資料來源：羅布-索托

一個關鍵問題是，海洋變暖會如何導致冰川更快斷裂。華盛頓大學的研究人員展示了南極冰架上已知最快的大規模斷裂。這項最近發表在《AGU Advances》上的研究顯示，2012 年，松島冰川上形成了一條6.5 英里（10.5 公里）長的裂縫，這條裂縫大約在5 分半鐘內形成，松島冰川是一個正在後退的冰架，它擋住了更大的南極西部冰蓋。這意味著裂縫以每秒約115英尺（35公尺）的速度打開，即每小時約80英里。

第一作者斯蒂芬妮-奧林格（Stephanie Olinger）說：”據我們所知，這是迄今為止觀測到的速度最快的裂縫打開事件，這表明，在某些情況下，冰架可能會破碎。這告訴我們今後需要注意這種行為，也告訴我們如何在大尺度冰蓋模型中描述這些裂縫。”她在華盛頓大學和哈佛大學從事博士研究，現在是史丹佛大學的博士後研究員。

對於典型的南極冰架來說，裂縫是指穿過大約1000 英尺（300 公尺）浮冰的裂縫。這些裂縫是冰架斷裂的前兆，在斷裂過程中，大塊的冰從冰川上斷裂並落入大海。松島冰川經常發生這種情況–研究中觀察到的冰山早已脫離大陸。

2012 年5 月8 日（左）和5 月11 日（右）相隔三天拍攝的衛星影像顯示，一條新的裂縫形成了一個”Y”形分支，從先前的裂縫向左延伸。三台地震儀器（黑色三角形）記錄的振動被用來計算裂縫的傳播速度，最高可達每小時80 英里。圖片來源：Olinger 等/AGU Advances

「冰架對南極冰蓋的其他部分具有非常重要的穩定作用。如果冰架斷裂，後面的冰川冰層就會真正加速，」奧林格說。”這種開裂過程實質上就是南極冰架如何形成大型冰山的過程”。

在南極洲的其他地區，裂縫的形成往往需要數月或數年的時間。但在松島冰川這樣快速演變的地形中，裂縫的出現會更快，研究人員認為，南極西部冰原已經越過了崩塌入海的臨界點。

衛星影像可提供持續觀測。但軌道衛星每三天才經過地球上的每個點。在這三天裡發生了什麼事更難確定，尤其是在南極脆弱冰架的危險地形中。

在新的研究中，研究人員綜合運用了各種工具來了解裂縫的形成。他們使用了其他研究人員2012年放置在冰架上的儀器記錄的地震數據，以及衛星的雷達觀測數據。

冰川冰在短時間內像固體，但在長時間內更像黏性液體。「裂谷的形成更像是玻璃破碎，還是像矽膠被拉開？這是一個問題，」奧林格說。”我們對這事件的計算表明，它更像玻璃破碎。”

如果冰是一種簡單的脆性材料，它應該會碎得更快。進一步的調查顯示了海水的作用。裂縫中的海水使空間保持開放，抵禦冰川向內的力量。由於海水俱有黏度、表面張力和質量，它不可能瞬間填滿空隙。相反，海水填補裂縫的速度有助於減緩裂縫的擴展。

奧林格說：”在改進大規模冰蓋模型的性能和對未來海平面上升的預測之前，我們必須對影響冰架穩定性的許多不同過程有一個良好的、基於物理學的理解。”

編譯自/ scitechdaily