NASA的新研究确定了格陵兰融水到达海洋的途径

美国国家航空航天局（NASA）的一项新研究发现，大裂缝向格陵兰（Helland）的海尔海姆冰川（Helheim Glacier）上游提供了含水层的水，并向海洋提供了明确的逃逸通道。这项发现有助于确认积存在松脆的粒状雪中的水（称为“ firn”）有助于海平面上升。

NASA的一项新研究发现，格陵兰冰原中的裂缝使其中一个含水层排到了海洋。直到最近才发现的含水层是不寻常的，因为它们将大量液态水捕获在冰盖内。到目前为止，科学家们还不知道储存在该水库中的水发生了什么，这一发现将有助于微调格陵兰岛对海平面上升的贡献的计算机模型。

该研究的主要作者，马里兰州格林贝尔特市美国宇航局戈达德太空飞行中心的博士后研究员克里斯汀·波纳尔（Kristin Poinar）说：“本文阐明了含水层水的命运。”“以前，我们不知道水是在冰盖内结冰还是重新浮在冰面上。在任何一种情况下，融水都不会导致海平面上升。”

现在，使用新的计算机模型测试某些充满融水的裂缝是否会破裂到冰盖的底部，Poinar和她的同事们已经证明融水确实到达了海洋。

格陵兰岛主要通过地表融化和冰流向海洋贡献水。研究表明，近几十年来，表面熔化现象有所增加。在格陵兰岛西部，大量的地表融化形式形成了河流和湖泊的网络，河流和湖泊通过冰流到下面的基岩中，水从那里流到海洋。

克里斯汀·波纳尔（Kristin Poinar）研究的燃水含水层下游的裂隙场的视图。裂缝中看不到水，因为融化的水要等到烧成含水层所在的地表以下约40英尺时才进入。

但是格陵兰岛东南地区则大不相同-尽管冰确实融化了，但没有形成湖泊和河流。取而代之的是，大量的水被困在烧成的层（压实的雪带）中。2011年，科学家在冰面以下40英尺（12米）处发现了这些含水层。研究人员计算出，这些烧成的含水层覆盖了约8,455平方英里（21,900平方公里）的格陵兰岛，并拥有太浩湖大小的水。由于该地区的大雪形成了厚厚的毯子，使含水层与上方的冰冻空­气温度隔绝，因此该含水层全年仍保持液态。

庞纳尔说：“这些烧成的含水层是我们在格陵兰岛西部可以看到的地表水的类似物。”“东南格陵兰岛常被雪覆盖，几乎没有裸露的冰，因此在夏季，水不会像在格陵兰岛西部的裸露冰上一样积聚，形成湖泊和河流；相反，它向下渗透并消失在我们看不到的地方。”

Poinar研究了位于格陵兰岛东南部Helheim冰川地区的一部分含水层，NASA极地冰变化空中勘测“冰桥”行动收集了穿透地面的雷达测量数据，结果表明该含水层的2英里长部分已经排干了。在2012年春季至2013年春季之间有大量的水。

在2016年9月11日的IceBridge行动飞行中，格陵兰东南部的Helheim Glacier可见。

研究人员在含水层这一部分的直接下游发现了一块裂缝（冰裂缝）。他们认为，由于重力，含水层的水应流入这些开口。为了弄清裂缝中的水是重新融化还是一直破裂到基岩，Poinar建立了一个计算机模型，用来分析烧成含水层中的水如何在裂缝内扩大，加深和重新冻结。该模型表明，水使裂隙破裂的速度快于水能够重新冻结的速度，从而使熔融水在数周至数月的时间内到达基岩。

“裂缝可以容纳多少水是有限制的；一旦达到该极限，它们就会破裂到冰盖的底部，并将水输送到河床，水可以从那里相对较快地流到海洋，” Poinar说。“我们发现，通过这种特殊的含水层-裂隙田间系统排出的融水量与西部格陵兰冰川湖或河流系统的融水量相当。”

珀纳尔说，尽管她的研究集中在含水层的特定部分，但格陵兰岛东南部的其他地区很可能会容纳类似的沉积含水层和附近的裂隙田。她说，她未来的工作将集中在这个新发现的排水系统如何整合整个格陵兰冰原上，以及测量从含水层中排出的水如何润滑基岩并影响冰原流动。

犹他大学的冰川学家里克·福斯特（Rick Forster）表示：“克里斯汀的发现是理解烧结含水层系统重要性的关键组成部分。”他是2011年发现含水层的田间小组的成员。“她的模型表明水正在流失，这对储水如何影响未来海平面上升的变化增加了完全不同的意义。”

出版物：克里斯汀·波纳尔（Kristin Poinar）等人，“东南部格陵兰含水层水通过裂隙排放到河床”，《地球科学》，2017年2月7日； doi：10.3389 / feart.2017.00005