研究表明气泡的破裂可能在冰川融化过程中发挥关键作用

俄勒冈州立大学的研究发现了一条可能的线索，解释了为什么终止于海洋的冰川正在以前所未有的速度消退：水下冰中微小的加压气泡的破裂。

发表在《自然地球科学》上的这项研究表明，以压缩空气为特征的冰川冰的融化速度比通常用于研究潮水冰川海冰界面融化速率的无气泡海冰或人造冰要快得多。

作者说，潮水冰川正在迅速消退，导致格陵兰岛、南极半岛和全球其他冰川地区的冰量减少。

俄勒冈州立大学工程学院海岸工程助理教授、这项研究的负责人梅根·温格罗夫(Meagan Wengrove)说：“我们早就知道冰川上充满了气泡。” “只有当我们开始讨论这个过程的物理原理时，我们才意识到这些气泡可能不仅仅只是在冰融化时在水下发出噪音。”

冰川冰是由雪压实形成的。当冰从冰川上层进入冰川深处时，雪花之间的气穴被困在冰晶之间的孔隙中。每立方厘米大约有 200 个气泡，这意味着冰川冰大约含有 10% 的空气。

“这些气泡与冰芯中研究的保存古代空气的气泡相同，”合著者、冰川学家、俄勒冈州立大学地球、海洋和大气科学学院教授艾琳·佩蒂特说。“这些微小的气泡可能具有非常高的压力，有时高达 20 个大气压，或者是海平面正常大气压的 20 倍。”

她补充说，当气泡冰到达与海洋的界面时，气泡就会破裂并发出可听见的爆裂声。

“人们很早就知道冰川冰中存在加压气泡，但没有研究考察它们对冰川与海洋交汇处融化的影响，尽管已知气泡会影响从工业到医疗等多种过程中的流体混合。 ，”温格罗夫说。

她说，这项研究中进行的实验室规模实验表明，气泡可以解释观测到的潮水冰川融化速度与预测的潮水冰川融化速度之间的部分差异。

温格罗夫说：“这些气泡的爆炸性破裂及其浮力在融化过程中为海洋边界层提供了能量。”

这对于将冰融化纳入气候模型的方式产生了巨大影响，尤其是那些涉及海洋上层 40 至 60 米的模型——研究人员发现，冰川冰的融化速度是没有气泡的冰的两倍多。

佩蒂特说：“虽然我们可以测量格陵兰岛过去十年的总体冰损失量，并且可以在卫星图像中看到每个冰川的退缩，但我们依靠模型来预测冰融化速度。” “目前用于预测潮水冰川冰海界面冰融化的模型没有考虑冰川冰中的气泡。”

作者指出，目前，宇航局的数据将约 60% 的海平面上升归因于冰川和冰盖的融水。更准确地描述冰融化的方式将有助于更好地预测冰川消退的速度，这一点很重要，因为“对于一个社区来说，规划水位上升 10 英尺比规划水位上升 1 英尺要困难得多”增加，”温格罗夫说。

“这些小气泡可能在理解未来关键气候情景方面发挥巨大作用，”她补充道。

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