劍橋大學的研究人員利用人工智慧繪製了南極冰架上的淤泥分佈圖，發現淤泥佔所有融水的57%。這項發現意義重大，因為與冰雪相比，淤泥吸收更多的太陽熱量，可能導致冰架更加不穩定，海平面加速上升。在氣候模型中，冰泥經常被忽視，這可能會低估它對冰架斷裂和融化過程的影響。

流入南大洋的特雷西-特雷門楚斯冰架上匯集的融水和泥濘。圖片來源：包含經過修改的哥白尼哨兵資料[2018]，由Rebecca Dell 處理

在盛夏時節，南極冰架上一半以上的融水都是雪泥–被水浸泡過的雪，但區域氣候模型中卻很少考慮到這一點。

劍橋大學領導的研究人員利用人工智慧技術繪製了南極冰架上的雪泥地圖，發現57%的融水以雪泥的形式存在，其餘的融水則存在於地表池塘和湖泊中。

巴赫冰架上匯集的融水和淤泥。資料來源：包含經修改的哥白尼哨兵資料[2023]，由Rebecca Dell 處理

隨著氣候變暖，冰架表面會形成更多的融水，冰架是南極洲周圍的浮冰，扮演內陸冰川冰雪的角色。融水增加會導致冰架不穩定或坍塌，進而導致海平面上升。

研究人員還發現，泥濘和匯集的融水導致的融水形成量是標準氣候模型預測的2.8 倍，因為泥濘和匯集的融水比冰或雪吸收更多的太陽熱量。這些結果今天（6月27日）發表在《自然-地球科學》（Nature Geoscience）雜誌上，可能會對冰架穩定性和海平面上升產生深遠影響。

每年夏天，隨著天氣變暖，南極洲浮冰架表面都會積水。先前的研究表明，表面融水湖會導致冰架斷裂和坍塌，因為水的重量會使冰彎曲或斷裂。然而，冰泥在冰架穩定性方面的作用更難確定。

第一作者、劍橋大學斯科特極地研究所（SPRI）的麗貝卡-戴爾（Rebecca Dell）博士說：”我們可以利用衛星圖像繪製南極洲大部分地區的融水湖，但很難繪製冰泥，因為從衛星上看，冰泥看起來像其他東西，例如雲的陰影。 但是利用機器學習技術，我們可以超越人眼所能看到的範圍，更清晰地了解淤泥對南極洲冰層的影響。 “

尼夫利森冰架上匯集的融水和冰泥。圖片來源：包含經修改的哥白尼哨兵資料[2020]，由麗貝卡-德爾處理

劍橋大學的研究人員與科羅拉多大學博爾德分校（University of Colorado Boulder）和代爾夫特理工大學（Delft University of Technology）的研究人員合作，利用美國國家航空暨太空總署（NASA）陸地衛星8號（ Landsat 8）衛星的光學數據，訓練了一個機器學習模型，獲得了2013年至2021年期間57個南極冰架上泥濘和融水湖的月度記錄。

戴爾說：”機器學習使我們能夠利用衛星提供的更多信息，因為它可以使用比人眼所能看到的更多波長的光。這讓我們能夠確定哪些是泥濘，哪些不是泥濘，然後我們就可以訓練機器學習模型，在整個大陸上快速辨識泥濘。

同樣來自SPRI 的合著者伊恩-威利斯（Ian Willis）教授說：”我們有興趣了解南極夏季有多少淤泥，以及隨著時間的推移它是如何變化的。”

研究人員利用他們的機器學習模型發現，在南極夏季1月份的高峰期，南極洲冰架上一半以上（57%）的融水都是淤泥，其餘43%是融水湖。

戴爾說：”在南極洲的所有大型冰架上，這些泥漿從未被大規模測繪過，因此在此之前，超過一半的地表融水都被忽視了。這對水力斷裂過程具有潛在的重要意義，融水的重量會在冰層中產生或擴大裂縫。

融水會影響南極海岸線附近浮冰架的穩定性。隨著氣候變暖，南極洲的融化速度加快，融水–無論是以湖泊或泥濘的形式–都會進入冰層的裂縫，導致裂縫變大。這會造成冰架斷裂，並可能導致脆弱的冰架坍塌，進而使內陸冰川的冰溢入海洋，造成海平面上升。

威利斯說：”由於泥漿比融水更堅固，它不會像湖水那樣造成水力斷裂，但這絕對是我們在試圖預測冰架如何或是否會坍塌時需要考慮的問題。”

除了泥濘對水力斷裂的潛在影響外，它對融化率也有很大影響。由於泥濘和湖泊的白色程度低於雪或冰，它們從太陽中吸收的熱量更多，導致融雪量增加。氣候模型目前沒有考慮到這種額外的融化，這可能導致冰原融化和冰架穩定性的預測被低估。

戴爾說：”我很驚訝氣候模型中對這些融水的考慮如此之少。”作為科學家，我們的工作就是減少不確定性，因此我們總是希望改進我們的模型，使其盡可能準確。 “

「未來，南極洲目前沒有水或泥濘的地方很可能會開始發生變化，」威利斯說。 “隨著氣候繼續變暖，將會出現更多的融化現象，這可能會對冰的穩定性和海平面上升產生影響。”

編譯來源：ScitechDaily