南極冰架之「千刀萬剮式死亡」:新研究揭示驚人真相
南極冰架正不斷縮小,主因竟是頻繁的小型崩裂事件,而大型冰山脫落的頻率依舊稀少且維持不變。
佛羅裡達大學的地質學家和地理學家近期展開的一項研究,為氣候變化對南極冰架的影響帶來全新見解。此研究證實,氣溫上升確實導致冰架大量流失,但大型冰山崩裂事件的頻率和規模,相對而言維持穩定。
這項研究由佛羅裡達大學地質科學助理教授艾瑪・麥基博士,以及地理學助理教授凱蒂・塞拉芬博士領銜,科羅拉多礦業學院的一位研究人員也參與其中。
麥基表示:「我們的研究結果顯示,對冰架構成主要威脅的是小型崩裂事件帶來的「千刀萬剮式死亡」,而非災難性的極端事件。」
崩裂,也就是冰塊從冰架上脫落形成冰山的過程,十分常見,且受氣候變化的影響越來越大。至於極大型冰山的形成,過程通常緩慢,往往從小型裂縫開始,這些裂縫在冰架上擴散,最終才完全斷裂脫落。
利用衛星資料,能在裂縫形成和擴大時偵測到它們,但裂縫的不規則性,以及派遣科學家親臨觀測的風險,使得很難預測未來裂縫或崩裂事件何時會發生。大型崩裂事件尤其難以研究。小型崩裂事件頻繁發生,而超過100平方公里的大型冰塊脫落事件,則極為罕見。
此研究是同類研究中首個聚焦於大型崩裂事件的。即便有1976年至2023年長達47年的衛星資料,研究團隊仍面臨樣本量少的問題。研究團隊運用極值理論解決了這一難題,極值理論是一種統計分析方法,常用於研究重大地震、極端洪水或火山爆發等罕見自然災害。作為極端洪水領域的專家,塞拉芬對此類資料分析並不陌生。
塞拉芬稱:「數十年來,用以估算罕見洪水事件(如百年一遇的洪水)的事件規模和頻率統計模型,一直被廣泛運用。既然衛星影像能更穩定地追蹤大型崩裂事件,我們便想測試能否運用同樣的工具,來瞭解這些大型崩裂事件發生的可能性。」
研究團隊運用此方法,分析了衛星記錄中的極端崩裂事件,並建立模型以預測這些事件隨時間推移發生的可能性。在建立模型的過程中,研究人員還設計了不同情景,以預測大型崩裂事件可能達到的規模。據他們估算,十年一遇的冰山可能大至6100平方公里,僅略大於2017年的一次極端崩裂事件,當時脫落的冰山面積大致相當於美國特拉華州的大小。而百年一遇的事件,可能會形成約45000平方公里的冰山,比整個丹麥國土面積還略大一些。
麥基指出:「百年一遇的冰山,將比觀測記錄中的任何冰山都大上數倍,對冰蓋穩定性和海洋活動將產生重大影響。」
研究團隊發現,在過去半個世紀裡,並無證據顯示大型冰山的規模有所增大,冰山表面積的峰值出現在1986年至2000年間。這表明,儘管氣候變化導致整體冰架流失增加,但極端崩裂事件與氣候變化並無關聯。儘管極端崩裂事件依舊罕見,可能是更大自然迴圈的一部分,但在過去半個世紀裡,更為頻繁的小型崩裂事件,才是南極冰架流失的主要原因。
參考文獻:《47年南極大型崩裂事件:極值理論帶來的見解》,作者艾瑪・J・麥基、喬安娜・米爾斯坦和凱瑟琳・A・塞拉芬,發表於2024年11月29日的《地球物理研究通訊》,DOI:10.1029/2024GL112235