一項(xiàng)新的研究提供了全球?qū)Φ厍虮ǜ采w率的估計(jì),該研究表明,冰川上的巖石碎片的擴(kuò)大是冰川融化和海平面上升模型中被忽略的一個(gè)因素,這可能是重要的。
諾森比亞大學(xué)的這項(xiàng)研究已于本周在《自然地球科學(xué)》上發(fā)表,這是第一個(gè)手動(dòng)驗(yàn)證地球每一個(gè)冰川上的巖石 碎片覆蓋情況的研究。
隨著冰川的收縮,周圍的山坡變得裸露,侵蝕的巖石碎屑滑落并積聚在冰川表面。這些碎片形成了一個(gè)保護(hù)層,該保護(hù)層的厚度可能達(dá)到幾米,從而降低了下方冰塊融化的速度。盡管該保護(hù)層的作用是已知的,但迄今為止尚未對(duì)其進(jìn)行仔細(xì)的制圖,因此也未包含在全球冰川模型中。
除了揭示巖石殘骸在地球冰川上的位置外,研究人員還發(fā)現(xiàn)并糾正了蘭道夫冰川清單中的關(guān)鍵錯(cuò)誤。蘭道夫冰川清單是全球冰川輪廓清單,數(shù)百項(xiàng)研究基于此。
諾森比亞大學(xué)地理與環(huán)境科學(xué)系和瑞士聯(lián)邦科學(xué)研究所WSL的研究小組使用Landsat影像,花費(fèi)了三年的時(shí)間精心研究并手動(dòng)驗(yàn)證了全球超過923,000平方公里的冰川。
演習(xí)使他們能夠分析全球,區(qū)域以及單個(gè)冰川規(guī)模的碎片覆蓋,并創(chuàng)建了世界上第一個(gè)當(dāng)前狀態(tài)的冰川基準(zhǔn)數(shù)據(jù)集。
他們發(fā)現(xiàn),世界上超過29,000平方公里的高山冰川區(qū)域被巖石碎屑所覆蓋,該區(qū)域相當(dāng)于近500個(gè)曼哈頓群島。
首席研究員Sam Herreid為其博士學(xué)位進(jìn)行了研究。諾森比亞大學(xué)(Northumbria University)的科學(xué)家,現(xiàn)在被認(rèn)為是唯一檢查過地球上每條冰川,手動(dòng)校正Randolph冰川清單并帶來全球冰川數(shù)據(jù)集中前所未有的一致性的人。
他解釋說:“每個(gè)冰川的碎片覆蓋結(jié)構(gòu)都是獨(dú)特的,并且對(duì)氣候敏感,但是直到現(xiàn)在,全球冰川模型在預(yù)測(cè)冰川如何應(yīng)對(duì)氣候變化時(shí)都沒有考慮碎片覆蓋。
“我們現(xiàn)在知道地球上幾乎一半的冰川上都有碎片覆蓋,全世界山間冰川面積的7.3%被碎片覆蓋了。
“當(dāng)我們認(rèn)為大部分碎片覆蓋物位于冰川的末端或腳趾處時(shí),融解通常會(huì)達(dá)到最高,因此,這一百分比對(duì)于預(yù)測(cè)未來的水資源和海平面上升特別重要。”
該研究還發(fā)現(xiàn)了蘭道夫冰川清單中的錯(cuò)誤,發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤率為3.3%。他們的發(fā)現(xiàn)之一表明,10,000平方公里的冰川圖區(qū)域?qū)嶋H上并不是冰川,而是先前錯(cuò)誤繪制的基巖或植被地面或此后融化的冰川區(qū)域。
再加上碎屑使下面的冰層融化,融化量減少,這意味著過去基于清單的全球冰川模型都可能高估了冰川融化的真實(shí)量,徑流以及隨后對(duì)全球海平面上升的貢獻(xiàn)。
他們將需要更新的方法來估算冰川融化的冰川面積的10.6%描述為“驚人的高數(shù)字”,并表示他們的工作提供了一個(gè)重要數(shù)據(jù)集,可用于修正并可能降低冰川對(duì)海平面上升的影響。
該團(tuán)隊(duì)還設(shè)計(jì)了一種方法來分析未來幾百年來世界上被碎屑覆蓋的冰川將如何演化。
通過比較當(dāng)今地球上存在的許多冰川狀態(tài),從在格陵蘭被認(rèn)為是“年輕”和冰冷的冰川狀態(tài),到在喜馬拉雅山被“覆蓋”的古老和巖石狀態(tài),他們得以整理出概念上的時(shí)間表,他們相信該時(shí)間表概述了未來冰川可能會(huì)演化。
他們的時(shí)間表顯示,許多冰川處于較老的范圍,因此可以認(rèn)為處于下降趨勢(shì)。
WSL瑞士聯(lián)邦研究所的合著者Francesca Pellicciotti和諾森比亞大學(xué)副教授解釋說:“冰川的上層不斷積雪,并且始終沒有碎屑,因此我們只看冰川的下層。這就是碎屑堆積的地方。
“冰會(huì)像水一樣融化并流走,但巖石卻不會(huì),而是在地表堆積。山體侵蝕的速度變化以及冰川在氣候變暖中的變化都會(huì)影響地表巖石層的大小和形狀在任何時(shí)候都有冰川。
“盡管我們無法確切地說出冰川將在哪一年演化成某個(gè)狀態(tài),例如幾乎被巖石覆蓋的狀態(tài),但是我們能夠?qū)⒚總€(gè)冰川置于概念上的時(shí)間表上,并大致了解到這一距離冰川幾乎都被巖石覆蓋了。
她補(bǔ)充說:“我們發(fā)現(xiàn),今天有碎片覆蓋的大部分冰川已經(jīng)超出了碎片覆蓋的形成高峰狀態(tài),并且趨向于可能不再存在很長時(shí)間的“老”喜馬拉雅冰川。
“從氣候變化的角度來看,這是氣候變暖對(duì)地球冰川造成的損失的又一個(gè)指標(biāo)。但是,我們現(xiàn)在有了基準(zhǔn),可以衡量地球上所有冰川的碎屑覆蓋率,并且可以使用新的工具來監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)變化率加上氣候變暖。”
這項(xiàng)研究“覆蓋地球冰川的巖石碎片狀態(tài)”現(xiàn)已在《自然地球科學(xué)》上發(fā)表。