松島冰川是西部冰流最快的出口之一南極冰原，排水面積相當於英國的四分之三。 近幾十年來，該冰川一直在迅速消退並失去冰塊，對全球海平面上升的貢獻比任何其他南極冰川都要大。
冰川消融的速度和冰層流失的速度引發了人們對該地區穩定性的擔憂。模型結果顯示南極洲西部的這個地區未來可能會崩潰。 如果確實如此，那麼全球平均海平面可能會上升幾公尺。
全球海平面曾經歷快速上升時期在過去（每年增加 1 公分？2 公分）。 發生這種情況可能是因為冰川正在加速失去質量。 造成這種情況的關鍵機制之一被稱為“海洋冰蓋不穩定」。
當冰川（如南極洲西部的冰川）因氣候變遷而經歷小幅退縮時，即使變化逆轉，它們也可能繼續退縮。 從本質上講，冰川被推過臨界點，從而經歷快速的質量損失，直到達到新的狀態。
這種退縮是不可逆的，因為冰川恢復原來位置所需的氣候變化比最初導致其退縮的氣候變化要大得多。
這種不穩定機制在理論上已經得到很好的理解，模型顯示這種不穩定機制未來可能會在南極洲西部發生。 但到目前為止，還沒有證據顯示這件事在過去發生過。
在一個新研究我們發現，從 20 世紀 40 年代開始，松島冰川經歷了不可逆轉的質量損失和消退。 我們的模型表明，漂浮冰架下融化的暫時增加足以將冰川推過臨界點。
這加速撤退的階段到 20 世紀 90 年代結束。 但是，在一個單獨研究我們使用相同的模型發現，除非全球暖化保持在安全範圍內，否則冰川將跨越未來的臨界點。
發生了什麼事？
20 世紀 40 年代以前，松島冰川的延伸範圍比現在還要大。 它的接地線？ 冰川冰開始漂浮在海洋中而不是與地面接觸的點？ 位於下游 40 公里處的海底淺脊上。 這個山脊為冰川提供了一個穩定的位置，使其保持在適當的位置，可能持續至少 5,000 到 10,000 年。
最近的觀察顯示浮冰架下方的海洋條件每年都在變化。 每隔一段時間，溫暖的海水就會與漂浮的冰層底部接觸，導致底部大量融化。
1940年代，南極洲西部出現氣候異常，與大型厄爾尼諾事件有關，可能引發海洋條件的暫時變化。
我們發現，由於冰架下方海洋條件的變化而導致融化的增加，會導致上游的接地冰變薄。 這導致接地冰川和海底之間出現了縫隙，使得溫暖的海水能夠流過山脊。 這些結果得到了支持證據從現今冰架下的沉積物中回收。
一旦溫暖的海水在新暴露的冰層下循環，它就會以更快的速度引發進一步融化和變薄。
我們的模型顯示，這引發了接下來的兩到三十年的快速退縮和加速的冰流，最終導致 20 世紀 70 年代末和 1980 年代初冰架從山脊分離。 我們的模型中顯示的撤退模式和時間尺度與觀察冰川的變化。
不可逆轉的改變
冰架從山脊分離後，冰流速度減慢，退縮也更加緩慢。 1990 年代初，當接地線到達基岩淺層時，這種退縮才停止。
我們的分析表明，20世紀40年代至1970年代的快速倒退階段是不可逆轉的。 如果在此期間海洋條件變冷並且大陸架下方的融化程度較低，那麼這將無法阻止持續的品質損失。
這些結果向我們表明，如果冰川浮冰架底部的融化量顯著增加，它可能會退縮到臨界點。 這意味著即使條件冷卻，冰塊的損失也可能是不可逆轉的。
這對未來的影響是顯而易見的。 以前發生的事情可能會再次發生。 如果我們跨越未來的冰蓋臨界點，僅僅恢復到先前的氣候條件可能不足以修復損害。
布拉德·里德，地理與環境科學系研究員，紐卡斯爾諾森比亞大學;希爾瑪·古德蒙森，冰河學教授，紐卡斯爾諾森比亞大學， 和馬蒂亞斯·格林，物理海洋學教授，班戈大學
