西蒙·弗雷泽大学和英属哥伦比亚大学共同领导的研究表明，加拿大高纬度北极地区的全球变暖加剧，在短短60年的时间里，一个河流网络的结构发生了深刻的变化。
记录了气候变化、多边形地面的冻融动力学、洪水和冰雪融化带来的地表水的输送之间强大的相互作用，研究小组对这些脆弱景观中控制河道发展速度和模式的物理控制提出了新的观点。
西蒙·弗雷泽大学环境科学学院助理教授肖恩·查特兰说:“我们在河流网络的进化过程中发现的一个关键过程是，它们的发展受到水流经大约10米宽的多边形的方式的影响，这些多边形是由北极地区土壤的冻结和融化形成的。”肖恩·查特兰是《自然通讯》杂志上发表的一项研究的主要作者。
“这种影响还受到洪水事件的时间、规模和持续时间的影响，以及底层沉积物颗粒基质是否冻结或部分冻结。”
Chartrand是国际组织的一部分在有记录以来最强烈的夏季变暖事件之一开始时，一个美国研究小组抵达了无人居住的阿克塞尔海贝格岛。研究人员将1959年的航空照片与2019年收集的现场观测和最先进的光探测和测距(LiDAR)数据相结合，以了解阿克塞尔海贝格岛景观在60年期间的演变情况。
“相互关联的物理过程可以加深河道，扩大河网，为热交换创造更多的表面积，这可以增加当地永久冻土解冻的速度，”研究报告的合著者、不列颠哥伦比亚大学地球、海洋和大气科学教授马克·耶利内克说。“随着有机土壤碳的融化和永久冻土的退缩，这些级联效应会增加北极地区温室气体的释放。”
利用激光雷达数据，该团队制作了山谷400米区域的数字高程模型(DEM)。“通过对水如何在景观中移动的建模，我们发现洪水通过相互连接的多边形沟槽增加了侵蚀和沟槽发展的可能性，”Chartrand说。
来自山谷湖泊的洪水，以及积雪和地面冰的季节性融化提供了水，这些水汇集在山谷中，为粗沉积物的运输和沿着谷底的渠道网络的发展创造了条件。然而，融雪高峰期间洪水的时间会影响侵蚀发生的程度。
他解释说:“气温升高在这里起了作用。”“我们预测，洪水是发生在气温升高之前还是之后，侵蚀和沉积物的运输对洪水很敏感，因为这会影响沉积物颗粒基质融化的深度，从而影响颗粒是否被洪水运输。”
研究人员说，未来的挑战将是应用这些数据来产生预测物理模型，帮助理解北极河流网络在未来几十年将如何演变，这将以气候变暖和加剧的气候变化为标志。他们指出，日益扩大的河网将把更多的沉积物、营养物质和金属带入脆弱的流域和渔场，对沿海野生动物、水域和人口造成潜在的严重后果，这使问题变得更加紧迫。
该研究小组还包括来自芬兰地理空间研究所、planetyologgie和gsamosciences实验室(UMR CNRS 6112)、西安大略大学和喷气推进实验室的科学家。
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