格陵兰冰盖的水力断裂不会因较低海拔湖泊排水而向内陆推进

为什么格陵兰的冰上湖很重要

格陵兰冰盖表面点缀着每到夏季随雪与冰融化而出现的明亮蓝色湖泊。科学家担心，当这些湖泊突然排水时，水会穿透冰层到达基底，短时间内加速冰体朝海洋流动。如果这种裂缝沿内陆加速推进的速度超过气候变暖本身，就可能使大片冰盖失稳。本研究聚焦于一个问题：低海拔湖泊的排水是否会帮助触发远处内陆的类似裂缝，还是内陆变化主要随局部变暖而变化？

水如何裂开厚冰

当冰面上的湖在数小时内排空时，水可以迫使一条垂直裂缝打开，直达冰底。这个过程称为水力断裂，会在水流到冰下时短暂抬升并滑动冰体。先前的想法认为这类事件可能引发连锁反应：一次剧烈的排水会改变冰体与地下水系统的应力，推动远处湖泊发生自身的突然排水。如果这种作用在数十公里范围内成立，表面融水就可能走一条通往内陆的捷径，使其比气候变化单独作用更早到达更深、更厚的冰区。

细致观察湖泊与冰体运动

为检验这一连锁反应假设，研究人员在格陵兰西部将精密地面观测与卫星影像结合起来。他们在跨度约55公里、从低到高海拔的一组湖泊周围布置了22个全球导航卫星系统（GNSS）站点网络。这些仪器每15秒记录一次冰体运动，使团队得以观测冰体在拉伸与压缩上的微小变化。与此同时，他们使用高分辨率卫星影像每年追踪约200个湖泊，并将每个湖的排水方式分类：通过垂直裂缝突然下泄、通过称为竖井的穆伦（moulin）注入、平静地溢出进入地表河流，或完全冰封无明显排水。

湖泊的实际行为

仅约八分之一的湖泊通过贯穿全冰层的垂直裂缝排水。大多数湖泊只是溢出到地表河道，有时流入另一个湖泊，较少部分通过局部穆伦排水或在原地冰封。团队随后搜寻时间相近的快速裂缝排水事件群体，并检验这些群体是否大于随机概率所致。他们确实发现了一些这样的簇集，通常涉及海拔相近的邻近湖泊。在某些情况下，模型与GPS数据表明，一个湖泊进入的水可能提高应力或在邻近湖泊下方形成局部洪流，从而有可能触发额外的裂缝。但这些簇集始终只涉及少数湖泊且覆盖距离很短。

内陆冰体保持平静

关键的检验是，低海拔地区的剧烈排水与洪流是否会扰动更远的内陆冰体。横跨更高海拔湖泊盆地的GPS站点显示，当低海拔湖泊发生断裂并将水送入冰下时，内陆冰体在拉伸方面除极小的本地抖动外没有可检测到的变化。许多内陆湖泊具有足够的水量可致裂缝，但它们要么温和溢流，要么在不排水的情况下结冰。统计检验和物理模型均表明，远处湖泊排水引起的应力变化会在几倍冰厚的范围内迅速衰减，而表面上看似同步的排水时序簇集常常只是因为位于相似高度的湖泊在融季同一时期充盈与排出。

这对未来海平面的意义

对非专业读者而言，结论是：格陵兰低海拔湖泊的突然排水似乎并不会拉动内陆湖泊进入快速的连锁反应。相反，地表融水穿透冰层并到达基底的能力似乎随着融化本身在变暖驱动下逐步向内陆推进。水力断裂仍然是一个重要的局部过程，能够短暂加速冰体运动，但本研究未发现其在区域尺度上跑在气候变暖前面，为水开辟深层内陆捷径的证据。

引用: Stevens, L.A., Nettles, M., Larochelle, S. et al. Ice-sheet hydro-fracture not advanced inland by lower-elevation lake drainages in Kalaallit Nunaat. Nat Commun 17, 4598 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-73033-z

关键词: 格陵兰冰盖, 冰上湖泊, 水力断裂, 融水排放, 气候变暖