2002年初，拉森B冰架（Larsen B Ice Shelf）——一个比罗德岛州还大的漂浮冰体——在南极洲海岸断裂并崩塌入海。该冰架曾稳定存在超过10,000年，但其解体过程仅用了一个多月。
虽然这一事件意义重大，但它不太可能是最后一次。随着气候变暖，空气和海洋的温度升高，全球各地古老冰架的脆弱性将受到考验。
研究人员最初认为融水河流可以保护冰架免遭崩塌，但一项最近的观察结果对它们的潜在益处提出了质疑。河流或许能在一段时间内阻止崩塌，但当河道被挖得更深时，又会发生什么呢？
“如果你以某种方式将冰挖到海平面以下，那么河流可能会脱离这种保护机制，并开始促进断裂，”拉蒙特-多尔蒂地球观测站（Lamont-Doherty Earth Observatory）的博士后研究员Alexandra Boghosian说。
融水河流作为潜在解决方案
尽管冰架有数百英尺厚，但它们的稳定性却依赖于外部。当24小时夏季阳光照射地表时，水会流动并汇聚到低洼处。其中一些水会渗入冰裂缝，使其变宽并加深。其他水会汇集在湖泊中，这些湖泊会使下方的冰层弯曲并断裂，然后排入下方的海洋。虽然尚不清楚冰架崩塌的原因，但融水可能很重要。
“拉森B冰架崩塌的一个理论是，一个湖泊的排水引发了连锁反应，”Boghosian说。“湖泊排水可能造成了导致冰层破碎的断裂。”
2017年，Boghosian和她的同事发现，一个冰架形成了一个潜在的设计缺陷解决方案。南极洲的纳尔逊冰架（Nansen Ice Shelf）拥有一个广泛的河流网络，将融水排放回海洋。一张关于其中一条河流末端一个400英尺宽的瀑布的照片引起了媒体的关注，并提出了一个问题：这些排水系统能否保护冰架免遭崩塌？
“如果融水通过一个渠道化的网络排水，那么它可能就不会溢出到冰裂缝中并将其撑开，也不会形成水池，”Boghosian说。
反向的河流
然而，Boghosian最近的发现对这种乐观情绪提出了质疑。虽然纳尔逊冰架的河流系统可能使该冰架今天更加稳定，但它们也可能演变成破坏其结构。
在研究格陵兰岛海岸的彼得曼冰架（Petermann Ice Shelf）时，Boghosian希望观察到一个类似于纳尔逊冰架的排水系统。她使用一张河流河道的卫星图像，试图量化从彼得曼冰架表面排出的融水量。但情况并不如预期。她在Google Earth上注意到，在河口上游聚集了一堆海冰碎片。
“在某个时候，河流已经下切到了海平面，”Boghosian说。“这是我们第一次看到它可能在倒流。”
彼得曼冰架上的河流很可能像纳尔逊冰架上的瀑布一样，开始向海洋排水。但是，在某个时候，河道变得如此深，以至于（至少有一部分时间）海水开始向上游回流。这条河流的下游部分已经变成了一个咸淡的河口。
这种转变的影响尚不清楚，但Boghosian观察到了一些令人担忧的迹象。冰架上的大多数断裂都与冰山断裂处（冰与海洋相遇的地方）平行。但河口似乎导致断裂朝相反的方向流动。Boghosian在历史照片中发现，这些断裂在过去曾导致大块冰块脱落。
尽管这些理论大多是推测性的，但气候仍在变暖。了解北极水文过程很重要。虽然彼得曼冰架上的河口在寒冷的南极海岸几乎不存在，但变暖的气候可能会在未来改变这一点。
Boghosian希望前往格陵兰岛，收集冰架河口的首次实地测量数据，包括声音记录、3D地图和水样。随着她和她的同事们深入研究冰架断裂的谜团，他们的发现可能会改变我们对气候变化对海平面上升影响的预测模型。
“我们比以往任何时候都更接近于将冰架地表水文学过程纳入模型，”Boghosian说。
