南極東部冰蓋比估計脆弱不穩　如溫升持續 2100 年融冰淹上海、紐約

立場新聞 2017/04/19 17:27

    南極東部冰蓋位處橫貫南極山脈 (Transantarctic Mountains) 以東，氣溫只有 -95℃ 加上地勢孤立，學者一直認為南極東部冰蓋較南極西部的穩定，且在未來不會容易受暖化影響。然而過去幾年的研究顯示，這些假設都是錯誤。
    2015 年澳洲破冰船南極光號抵達托滕冰棚 (Totten Ice Shelf) ，得到首個直接觀察後，確認了冰川學家的恐懼：和暖海水會滲入冰蓋較內陸的地方 [1] ，從底下將冰川融化。情況跟西部非常類似。
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    南極光號 Credit: Wendy Pyper / AAD
    透過高空監察裝置，學者發現當地大部份冰川都處於水平線以下，比想象中更受暖水侵蝕，另外澳洲冰川學家 Tas van Ommen 的團隊發現 [2] ，托滕冰棚如南極西部冰棚一樣，冰量會有增減，顯示當地冰川未來將有機會消退。
    雖然現時托滕冰棚融冰量並非太多，但仍屬於可檢測到的水平；如果水底下的冰全部消失，全球水位將上升 20 米。現時學界正搜集更多數據，以更準確地預測未來情況。學者最擔心的是，未來幾個世紀當地冰蓋將會到達臨界點，屆時的融冰將來得更快更急。
    美國冰川學家 Eric Rignot 是首批警告南極東部融冰會變差的學者。他的團隊在 2013 年利用衛星圖片、高空監察以及氣候模型等資料，詳細列出南極冰狀況 [3] 。團隊發現，東部六個冰棚包括托滕冰棚底冰融化速度與西部相約。
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    南極東部冰蓋比想象中脆弱 Credit: Andreas Kambanis / Flickr
    更令人意外的是， 1996—2013 年托滕冰川表面已消減 12  米，其基底冰也向內陸消退近 3 公里 [4] 。這亦非個別研究得出的結論，另一英國研究也從 1974—2012 年衛星圖象分析，發現南極東部沿海冰量並無太大出入，但包括托滕冰川的威爾克斯地 (Wilkes Land) 卻在 2010—2012 年間有四分之三經已消退。情況極為嚴重。
    van Ommen 的團隊在十年前開始已每年夏天都到南極東部檢查冰蓋。今年一月的初步數據顯示，該地表面平坦的冰蓋有 1,100 公里長的峽谷，而托滕冰棚的地下水道更由海岸深入內陸 125 公里，最深處達水平線下 2.7 公里 [5] 。
    而 2015 年，南極光號在冰棚冰舌位置探測到的水溫為 0.3℃ ，比海水結冰所需的 -2℃ 為高，而當時的研究團隊指暖水並非季節性地出現，如果這些暖水沿著地下水道流入更內陸冰蓋，水溫會高至1.2℃ ，嚴重影響冰蓋結構。
    此外，冰蓋下有儲水湖泊。暖水加劇侵蝕內部冰蓋，將會加重湖泊儲水負擔，排洪時會增加冰流以及冰山冰裂情況。十年前威爾克斯地下的曲克湖 (Lake Cook) 突然排出 52 億立方米洪水，是至今最大型南極排洪事件 。

    數據不足　難以造出準確預測模型

    正當南極東部融冰愈受重視，學者反而更擔心未來如何預測融冰幅度。因為現時電腦模型因為數據不足，而過份簡單無法準確南極冰面對氣候變化的反應。
    美國兩位氣候學者 Robert DeConto 以及 David Pollard 加入了上述的地下水道數據於他們的模型，模擬未來數個世紀南極東部冰狀況。
    他們發現 [6] ，如果本世紀末全球溫升不多於 1.6℃ ，當地冰蓋 500 年內都不會有太大變動。不過 2100 年前升溫 2.5℃ 或以上，南極融冰將會在 2500 年使全球海平面上升 5 米，其中一半融冰將來自南極東；再加上格陵蘭融冰，全球海平面將上升 7 米，足以淹沒上海、紐約及溫哥華等沿海大城市。
    DeConto 指，現時模型仍因數據便乏而有不足之處。未來需有更多南極東部岩床勘測以及海水溫度數據，才能更了解哪些冰川較為危險。
    來源：
    Nature, Antarctica’s sleeping ice giant could wake soon, 13 April 2017
    報告：
    1. Rintoul, S.R., Silvano, A. & et al. (2016). Ocean heat drives rapid basal melt of the Totten Ice Shelf. Sci Adv 2016 Dec 16;2(12):e1601610. doi: 10.1126/sciadv.1601610
    2. Aitken, A.R., Roberts, J.L., van Ommen, T.D. & et al. (2016). Repeated large-scale retreat and advance of Totten Glacier indicated by inland bed erosion. Nature 2016 May 19;533(7603):385-9. doi: 10.1038/nature17447
    3. Rignot, E., Jacobs, S., Mouginot, J. & Scheuchl, B. (2013). Ice-shelf melting around Antarctica. Science 2013 Jul 19;341(6143):266-70. doi: 10.1126/science.1235798
    4. Li, X., Rignot, E. & et al. (2015). Grounding line retreat of Totten Glacier, East Antarctica, 1996 to 2013. Geophysical Research Letters first published 9 October 2015. Doi: 10.1002/2015GL065701
    5. Greenbaum, J.S., Blankenship, D.D., Young, D.A. & et al. (2015). Ocean access to a cavity beneath Totten Glacier in East Antarctica. Nature Geoscience 8, 294–298 (2015). doi:10.1038/ngeo2388
    6. DeConto, R.M. & Pollard, D. (2016). Contribution of Antarctica to past and future sea-level rise. Nature 2016 Mar 31;531(7596):591-7. doi: 10.1038/nature17145
    文／Alan Chiu 、審核／Edward Ho