Sea-ice decline exposes Antarctic ice shelves to unprecedented retreat by wave erosion
研究表明，夏季海冰的减少使南极冰架暴露在由温暖表层海水引起的空前波浪侵蚀之下，从而驱动了目前在海平面上升预测中被忽略的快速前缘退缩率，并威胁到几乎所有南极冰架的稳定性。
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南极洲大陆被被称为冰架的巨大漂浮冰平台所环绕。这些冰架充当着天然制动器，阻挡着从大陆内部流出的庞大冰川，减缓它们进入海洋的过程。当这些冰架变弱或消失时，其后方的冰川会加速移动，将更多的冰排入海洋，从而导致全球海平面上升。几十年来，科学家们一直了解这些冰架会被温暖的海水从下方侵蚀，或被温暖的空气从上方融化。然而，拼图中的一个关键部分一直缺失：通常环绕在南极海岸周围的海冰所起的作用。这种海冰充当着保护性缓冲层，屏蔽着漂浮的冰架免受开阔海洋的影响。随着气候变暖，这个保护圈正在缩小，使得冰架暴露在以往模型未曾考虑到的新力量之下。
一组研究人员现在发现了一个驱动冰架快速退缩的强大且此前被忽视的机制。通过研究夏季海冰消失的特定区域，他们发现冰架正受到海水和波浪的共同侵蚀。当海冰消失时，开阔的海洋允许波浪触及冰架的垂直面。这些由温度略高于冰点的海水驱动的波浪，会在水线处刻出一个凹槽。这一过程破坏了冰层的稳定性，创造了一个淹没的、具有浮力的底座，从而将冰架的前端向上抬升。最终，压力变得过大，冰架发生断裂，将巨大的冰山送入大海。这个循环每年夏季都会重复，导致冰架的退缩速度远快于仅靠融化的速度。
研究人员将调查重点放在阿蒙森海多尼（Amundsen Sea Polynya）——一个海冰多年来一直在消失的区域，以及朗内入口（Ronne Entrance）——一个在2025年和2026年经历了第一个完全没有海冰夏季的地区。利用数十年的卫星图像，他们追踪了冰前缘的移动。他们观察到，在受海冰保护的区域，冰架保持相对稳定，呈现出可预测的进退模式。相比之下，与开阔水域相邻的盖茨冰架（Getz Ice Shelf）部分则每年都在稳步退缩。这种退缩并非由下方的冰层变薄或顶部的融化引起（这是南极其他地区的常见情况），而是冰前缘在水线处被磨损，科学家将这一过程描述为“边缘损耗”（edge wasting）。
为了理解这究竟是如何发生的，该团队使用了高精度卫星测量技术来扫描冰面。他们发现了一个明显的模式：一个隆起的冰脊紧随其后的是一个洼地，即所谓的“堤坝-洼地结构”（rampart-moat structure）。当水线被侵蚀时，这种形状就会形成，留下一个淹没的冰脚，使冰层向上浮起并使上方的冰架倾斜。研究人员计算出，这个水下冰脚只需延伸约50到100米，产生的向上作用力就足以折断冰架。一旦达到这一阈值，冰架就会发生崩解，并在单次事件中移除近900米的冰。这意味着，水线处极小程度的侵蚀就能触发大规模的冰量释放，作者称之为“崩解倍增效应”（calving multiplier effect）。
研究显示，这种退缩的速度令人震惊。在阿蒙森海，冰前缘的退缩率约为每年680米。在海冰整个夏季都缺失且水温更高的朗内入口，退缩率更高，在某些地方超过了每年2,000米。这些速率远快于冰川向前流动的速度，这意味着冰架正在迅速萎缩。研究人员指出，这一过程完全取决于海冰的缺失；在海冰持续存在的年份，或者当寒冷的冰山漂移到该区域并冷却海水时，退缩就会停止。这证实了失去保护性海冰屏障是这种侵蚀的直接诱因。
这些发现的影响远超所研究的具体地点。研究人员分析了整个南极海岸的数据，发现随着海冰持续减少，大多数冰架很快就会暴露在这些相同的条件下。目前，许多冰架在夏季仍受海冰保护，但这种保护正在消失。如果观察到的阿蒙森海和朗内入口的模式在整个大陆重复出现，几乎所有的南极冰架都可能开始逐年退缩。这将从根本上改变冰盖的稳定性，可能导致此前被认为安全的冰架发生坍塌。
这一发现凸显了当前预测中的一个空白。现有的预测未来海平面上升的计算机模型并未包含这种波浪驱动的侵蚀过程。这些模型侧重于来自下方暖水和上方暖气的融化，但忽略了当海冰消失时，波浪冲击冰前缘所造成的机械和热力侵蚀。由于这种机制可以驱动比此前预想快得多的退缩速度，研究人员认为，目前的模型很可能低估了南极失去冰量的速度。随着保护性海冰的消失，南极洲的冰架面临着一种全新的、强力的威胁，这可能会比科学家此前预期的更快地加速全球海平面的上升。
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