2011年1月的一个晚上11点，我们那架老当益壮的DC-3飞机转弯飞过 凯西站，南极日落最后一抹金色余晖洒落其间。近海处，一支由巨型冰山组成的舰队搁浅在彼得森浅滩相对较浅的水域，暮粉色的光影与紫罗兰色的阴影交织。
在飞机内，我们关闭仪器，我重新系好安全带，准备迎接轻柔的颠簸和雪地着陆时的呼啸声——又一次任务圆满完成。
ICECAP （国际航空地球物理剖面探测冰冻圈合作项目）是美国、英国和澳大利亚南极研究人员共同开展的一项合作，旨在绘制东南极冰盖地图，以寻找变化迹象。在多次飞行中，我们使用雷达、激光、地磁和重力仪器，对凯西站内陆一片面积相当于新南威尔士州的区域进行勘测。迄今，这些飞行已在这片冰封大陆广阔的东部地区累计飞行15万公里。
事实证明，东南极需要受到谨慎监测。该项目让我们得以重新认识东南极冰盖的底部，也引发了对未来海平面上升的重大担忧。该项目近期的一项重大发现是， 该地区最大、最重要冰川下方的地形 可能使其比我们原先认为的更容易融化。
在启动ICECAP项目之前，我们对冰层下方基岩的地图存在巨大的空白。该地区有着这片大陆上一些最厚、最深的冰层，厚度超过4公里；为了寻找适合钻取难以获得的 “百万年”冰芯的地点，我们需要绘制这里的地图。
总体而言，我们原以为测绘调查会显示冰盖稳定，不太可能受到气候变暖带来的变化影响， 不像更脆弱的西南极。但这一看法后来发生了改变。
融化的巨兽
卫星监测让我们注意到凯西站附近的一个热点。 托滕冰川 是东南极最大的冰川。它排泄了我们调查区域的大部分水量，每年向南大洋排放超过70立方公里的水。这座巨型冰川在一处名为劳穹的巨大岩石障碍后方抵达海岸。
凯西站位于劳穹西侧，而托滕冰川则从东侧流出。流经此处时，它切出一条深达海平面以下2公里以上的深谷，冰体从中涌出并开始漂浮。卫星测量显示，就在冰体开始漂浮的这一带，托滕冰川正在变薄，表面高度每年降低约2米。ICECAP研究人员着手测量托滕冰川的出口，以便了解正在发生什么。
托滕冰川排泄东南极的一大片区域。
作者提供
该项目的结果显著改变了我们对东南极的看法，既涉及 该地区冰盖稳定性的整体图景，也涉及托滕冰川本身发生变化所带来的影响。此前，人们认为，除了凯西站内陆一处测绘不完善的山谷—— 奥罗拉盆地——之外，大部分冰层都覆盖在高于海平面的丘陵和山脉上。但事实证明，奥罗拉盆地 非常深，面积也比我们想象的要大得多。
更令人担忧的是，该盆地通过一片大范围低于海平面的地形与海岸相连。这使它更像西南极；人们严重担心那里 缓慢但不可逆的冰量流失 已经开始。东南极也可能出现这种模式，是一种新的可能性；托滕冰川变薄可能预示着东南极也将出现类似的冰量加速流失过程，这一前景令人深感担忧。
冰川与地形基础
要理解这里的实际情况，需要了解一些冰川学知识。首先，像托滕这样的出口冰川会在海上延伸为浮冰架，在那里崩解形成冰山，也会在相对温暖的海水中融化。这些冰架两侧受到海岸的支撑；像托滕冰川这样的情况，其崩解前缘也非常拥挤。
这就像“瓶塞”，能减缓冰体流向海洋。但冰架若有损失，或崩解前缘若后退，都可能使这个瓶塞弹出。
第二个因素可能在冰川位于海平面以下、且其床基向内陆方向逐渐加深时发挥作用。在这种情况下，如果冰体后退，流速加快并进一步后退的失控过程将无法阻止，直到冰体抵达床基再次升高的位置。就托滕冰川而言，如果它一路后退至深处的奥罗拉盆地，未来几个世纪融化的冰量足以 使海平面至少上升3.5米 ——这与整个西南极可能造成的影响相近。
此外，我和同事最近发现， 至少有两条深水通道一直延伸至冰川前缘下方，可能为暖水深入冰川底部提供通道，也可能解释观测到的变薄和高度降低。我们借助机载雷达和重力测量发现了这些通道，但接下来真正需要的是直接的海洋测量。目前正在考虑使用遥控水下航行器，以及从空中投放的机器人浮标，调查托滕冰川底下究竟发生了什么。
更精确地绘制该地区的基岩和海洋空腔，也将帮助我们把观测结果与冰体和海洋的计算机模型模拟相匹配；这对于预测东南极未来可能发生的变化至关重要。
无人机和潜水器将有助于收集这些测量数据，但仍有大量工作要做。可以肯定的是，我们那架老当益壮的DC3飞机未来许多年仍将忙于勘测东南极。
本文与 The Conversation合作发布。本文发布并不意味着世界经济论坛认可其中观点。
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作者：Tas Van Ommen是澳大利亚南极局气候与冰研究高级首席科学家。
图片：阿德利企鹅沿着东南极英联邦湾丹尼森角的冰面行走。此照片拍摄于2009年12月31日。路透社/Pauline Askin。
