新研究为预测冰山崩解提供了线索（New study provides clues to predicting iceberg calving）

2026年6月新闻故事

一项针对南极洲布伦特冰架的新研究揭示，表面融化和海水渗透会对漂浮冰架的结构强度产生截然不同的影响。这为冰层内如何形成裂缝以及未来海平面上升能如何逐步演变提供了全新的见解。

这项由英国南极调查局（BAS）领导、发表于《冰冻圈》期刊上的研究工作探究了重新冻结的表面融水和来自海洋的卤水如何改变冰层抗裂和抗断的能力——即所谓的断裂韧性。

冰架起着至关重要的“瓶塞”作用，能够阻挡并减缓冰川流入海洋的速度。一旦冰架强度降低或崩塌，内陆冰层就会加速向海洋流动，从而加剧全球海平面上升。因此，了解哪些因素控制着冰架断裂，对于气候科学家而言是一项重-大挑战。

主要作者、英国南极调查局（BAS）冰川学家艾玛•皮尔斯博士表示：

“冰架断裂在预测未来南极洲对海平面上升贡献方面仍是最-大的不确定性之一。我们的研究表明，诸如重新冻结的表面融水和冰架内海水渗透等过程，会从根本上改变冰层的力学强度，从而形成具有显著差异的强度增强和强度减弱区域，进而影响断裂延伸和冰裂谷形成的方式。”

“此项研究有助于构建更切合实际的冰架失稳模型，并将助力降低未来海平面上升预测中的不确定性。”

该团队在 2023年至2024年南极夏季期间，在位于布伦特冰架上的BAS哈雷六考察站附近钻取了一支 37 米长的冰芯。分析结果显示，冰架上层部分含有约 7%重新冻结的融水，雷达勘测识别出在深度约为 37 米处存在连续的富卤水层。

图：南极洲布伦特冰架上的哈雷考察站（图片来源：安东尼•杜伯）

研究人员随后对三种类型的冰进行了实验室测试，以观察每种冰在压力作用下的断裂表现：天然形成冰（由压实雪形成的冰，名为陨冰）、融水改造型陨冰（融化并重新冻结的冰）以及卤水渗透型陨冰。这些实验测量了每一类冰在裂缝开始形成前所能承受的应力大小。

研究结果显示，受到重新冻结的表面融水影响的冰，其抗裂性较普通冰高出 40%。尽管这种融水改造型冰的晶粒尺寸更大（这通常被认为会使冰强度降低），但研究人员得出结论，融水重新冻结所导致的冰层压实增厚，超过了与晶粒生长相关的任何负面影响。

相比之下，被卤水完全浸透的冰则强度大幅降低。与类似的无卤水冰相比，其抗裂性下降了 14% 至 34%。科学家们将这种强度降低现象归因于盐分的化学作用以及含盐冰更低的冻结温度，这削弱了冰保持完整性的能力。

这些研究结果突显了南极冰架的复杂性：它们并非均质的大冰块，而是由冻结的降雪、重新冻结的融水层以及卤水饱和冰组成的混合体。据研究人员称，这些不同的冰材料会形成强度各异的区域，而这些区域既能减缓裂缝扩展也能使裂缝扩展进一步蔓延。

这项研究还挑战了许多冰盖和冰山崩解计算机模型中的一个常见假设--这些模型往往会在整个冰架范围内套用单一的断裂韧性值或断裂规律。新研究结果表明，这种抗裂性会随密度、盐度和深度的不同而产生显著差异。这意味着使用固定参数值的计算机模型可能无法捕捉到冰裂谷和崩解前缘的真实行为。

随着南极地区持续变暖，表面融化、降雪量变化以及冰架变薄等现象预计将改变冰架的内部结构，并可能增加其异质性。研究人员认为，纳入这一系列不同的冰类型对于改善冰架稳定性、冰山崩解以及未来海平面上升预测至关重要。

由Emma Pearce、Oliver J. Marsh、Thomas M. Mitchell、Jukka Tuhkuri、Elizabeth R. Thomas和 Siobhan Johnson撰写的《表面融水与卤水渗透对冰架断裂韧性的影响》于2026年5月12日发表在《冰冻圈》上。

（其余略）

（鞘嘴鸥译自英国南极调查局网站，顺致感谢该网站和作者。）