地球极地冰层的融化正在扭曲地球的地壳。
这种形状变化是微妙的,但它发生在距离冰盖数百英里的地方。作为研究的一部分,研究人员可能能够监测这种转变,以了解气候变化将如何影响海平面;了解翘曲也很重要,因为科学家在测量其他类型的地质过程时需要能够纠正这种地面运动,研究作者在 8 月号的地球物理研究快报上写道。
科学家们已经知道,当冰消失时,下面的地壳会发生变化。想象一下从记忆海绵枕头上抬起你的头:随着你头部的重量被抬起,枕头会逐渐恢复原状,在你离开床后仍然在移动。冰川退缩时会发生类似的事情。下面的地壳,不再承受所有的重量,慢慢地弹回来。这称为等静压回弹,确实非常缓慢。在一些高纬度地区,地面仍在从上一个冰河时代末期的冰盖退缩中回弹。
但是现在,由于气候变化,极地地区正在以越来越快的速度失去冰。根据 2020 年发表在《冰冻圈》上的一篇论文,从 2000 年到 2010 年,南极洲、格陵兰岛和山地冰川的冰损失与 1990 年至 2000 年之间的冰损失相比增加了 60% 。这种融化正在影响地壳的形状,就像冰河时代结束时冰的流失一样。但大多数研究都集中在冰盖下方和周围的地壳变化上。即使研究人员确实研究了更远的影响,他们也会关注地壳形状的垂直变化。但是冰层流失后的地壳运动是三维的,这意味着它也会水平移动。
Sophie Coulson 是新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国家实验室的博士后研究员,她在哈佛大学期间进行了这项研究,她希望对 21 世纪冰层流失的影响进行全球性的 3D 观察。她和她的同事使用 2003 年至 2018 年期间收集的卫星数据寻找地壳中的微小运动,并将这些变化与南极洲、格陵兰岛和高纬度冰川每年的冰损失进行比较。
他们发现,在许多情况下,地壳的水平运动超过了垂直运动(隆起)。这种运动非常依赖于每年损失的冰量,但在高损失和低损失年份,北美大部分地区的平均水平运动比垂直运动更多。水平蠕变,主要是向北,在 2012 年达到峰值,高达 0.017 英寸(0.45 毫米)。在低损耗年份,整个大陆的这种运动平均约为 0.004 英寸(0.1 毫米)。
在 2000 年代初期,南极半岛和南极洲西部的冰层迅速消退,但南极洲东部的冰层增加了。这种得失最终在地壳方面平均化,因此大部分变形仅限于南太平洋相对较小的区域。北半球是一个不同的故事。北纬地区的冰损失与北半球每年平均 0.015 英寸(0.4 毫米)的水平运动(主要是向北运动)有关。这包括在加拿大和美国的高达 0.01 英寸(0.3 毫米)的移动,以及在欧洲和斯堪的纳维亚的高达 0.008 英寸(0.2 毫米)的移动。
这些数字可能看起来微不足道,但随着时间的推移它们会加起来。这种扭曲可能会影响未来的冰损失如何发生。
“例如,在南极洲的某些地区,地壳的反弹正在改变冰盖下基岩的坡度,这会影响冰的动态,”科尔森告诉哈佛公报。陡峭的斜坡意味着更快的冰流向大海。