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当前，数值模型难以明确冰山崩解行为变化对冰架稳定性的影响，这关乎南极冰盖命运及海平面上升预测。研究人员分析北海海底地貌，发现末次冰消期英国 - 爱尔兰冰盖（BIIS）周边冰架约 18000 年前解体，且崩解前冰山崩解行为已改变，这为理解冰架演变提供依据。
在地球气候不断变化的今天，冰架的稳定性成为科学界关注的焦点。南极冰盖周边的冰架，如同巨大的 “盾牌”，阻挡着内陆冰流向海洋，对全球海平面上升起着至关重要的调节作用。然而，目前科学家们在理解冰架如何响应气候变化方面遇到了难题。尤其是冰山崩解行为（iceberg calving behavior）的改变对冰架稳定性（ice shelf stability）的影响，在数值模型中难以准确模拟。这一不确定性使得预测未来冰盖演变和海平面上升变得困难重重。
为了攻克这一难题，来自英国南极调查局（British Antarctic Survey）、剑桥大学斯科特极地研究所（Scott Polar Research Institute, University of Cambridge）等多个研究机构的研究人员携手合作。他们把目光投向了曾经存在于英国 - 爱尔兰冰盖（BIIS）周边的冰架，试图从古老的地质记录中寻找答案。
研究人员通过对北海中部海底以下保存的冰山犁痕（iceberg ploughmarks）进行高分辨率 3D（HR3D）地震分析，有了重大发现。他们识别出三种不同形态的曲线形沟槽，这些沟槽被认为是冰山漂移时撞击海底形成的犁痕。其中，多龙骨冰山形成的犁痕尤为特殊，其独特的平行沟槽形态表明，在末次冰期，北海地区存在着漂浮的冰架。通过对这些犁痕的深入研究，研究人员推断出当时冰山的尺寸和形状，以及冰架的存在和消失时间。
研究发现，大约在 19 - 17 ka（千年），冰山的崩解模式发生了显著变化。从之前能产生巨大平板状冰山的模式，转变为产生众多较小单龙骨冰山的模式。这一变化与 BIIS 冰架在北海的广泛解体时间相吻合。这意味着，冰架的解体导致了冰山崩解模式的改变，进而可能对冰盖的稳定性产生了重大影响。
此外，研究人员还探讨了冰架解体与 BIIS 从北海加速后退之间的关系。他们认为，冰架的存在对内陆冰的流动起到了阻挡作用，冰架面积的减小会削弱这种阻挡作用，从而加速内陆冰向海洋的流动。虽然目前还不能确定冰架解体是 BIIS 加速后退的主要驱动因素，还是冰盖质量损失已经开始后的一个表现，但可以肯定的是，冰架的变化对冰盖稳定性影响深远。
这项研究发表在《Nature Communications》上，为我们理解冰架在气候变化中的演变提供了重要依据。它揭示了过去冰架的变化过程，有助于科学家们更准确地预测未来南极冰盖的变化趋势，以及对全球海平面上升的影响。
在研究方法上，研究人员主要运用了高分辨率 3D（HR3D）地震数据和多波束测深数据。通过对 7 个北海中部的 HR3D 地震数据集进行分析，研究人员获取了海底地貌的详细信息。这些数据的采集使用了特定的设备和参数，经过一系列处理后，用于识别和分析冰山犁痕。同时，他们还利用了来自威德尔海（Weddell Sea）的多波束测深数据，对该区域的冰山犁痕进行了映射和研究。
下面来看具体的研究结果：
- 识别出冰山犁痕：研究人员在北海中部 7 个不同调查区域的 HR3D 地震数据中，发现了大量埋在海底以下 22 - 55 米处的曲线形沟槽。这些沟槽具有三种不同的形态，包括 V 形沟槽、宽而平底的沟槽以及由多个低振幅、密集排列的平行沟槽组成的梳状模式。这些沟槽被解释为冰山撞击海底形成的犁痕，与该地区其他冰川线理（如末次冰盛期形成的大型冰川线理、槽痕和巨型槽痕）不同。
- 确定冰架存在的证据：多龙骨冰山形成的犁痕宽度在 300 - 2350 米之间，比其他类型的犁痕宽一到两个数量级。通过对古水深的重建和分析，研究人员排除了这些犁痕是由海冰形成的可能性，从而确定这些多龙骨犁痕是由大型平板状冰山形成的。由于大型平板状冰山需要从冰架全厚度崩解形成，这就为北海地区在末次冰期存在漂浮冰架提供了直接的实证证据。
- 推断冰山尺寸：虽然从海底犁痕准确估计冰山的原始尺寸具有挑战性，但研究人员通过类比现代和古代的情况，结合古水深数据和典型的南极平板状冰山的干舷 - 宽度比，估算出北海平板状冰山的可行宽度范围为 500 - 10000 米。他们认为，末次冰期从 BIIS 崩解的最大平板状冰山宽度至少为 2350 米，实际尺寸可能更大，达到 5 - 10 千米。
- 发现冰山崩解模式转变：研究人员观察到，在 Witch Ground Basin，多龙骨冰山犁痕位于末次 BIIS 从该地区撤退之前由 grounded ice 形成的冰川线理之上。而在较浅的埋藏深度，多龙骨冰山犁痕消失，取而代之的是较小的单 V 形沟槽。这表明在 19 - 17 ka 期间，冰山的崩解模式发生了转变，从产生大型平板状冰山转变为产生许多较小的单龙骨冰山。这一转变被认为代表了 BIIS 冰架在北海的广泛解体，与 BIIS 和 Fennoscandian Ice Sheet（FIS）在北海的鞍部崩塌时间相吻合。
在研究结论和讨论部分，研究人员指出，他们的研究记录了北海地区曾经发生的冰山崩解模式的转变，这一转变与 BIIS 冰架的解体以及其海洋部分的崩塌相吻合。尽管目前还需要进一步提高北海地区年代学约束的分辨率和精度，以确定冰架损失是否触发了 BIIS 海洋部分的崩塌，但可以确定的是，这种转变的影响可能比事件本身持续的时间更长、更深远。特别是在 BIIS 相对平坦的床地区，冰架变薄、冰山崩解和海平面上升可能会引发接地线（grounding line）的快速后退，速度可达每年至少 2 千米，甚至可能高达每天 600 米。考虑到当代南极冰盖的大部分区域也位于类似的低梯度或逆行梯度的床面上，这项研究对于评估冰架崩解模式的转变和冰架损失对未来海平面上升轨迹的影响具有重要意义，为科学家们预测未来海平面上升提供了关键的见解。
