随着冰盖的融化，海平面出现了一种奇怪的、反直觉的现象。它的功能很像一个跷跷板。海平面在这些冰川冰块融化的地方附近下降。然而，它们确实在数千英里之外上升。这主要是由于缺乏对冰原的引力，导致水散开。由于每个正在融化的冰川或冰层对海平面有不同的影响，这些模式被称为“海平面指纹”。

现代海平面科学是围绕着这个概念的要素建立起来的，它是理解全球海平面不会均匀增加的核心。它已经存在了一个多世纪。但是这个普遍接受的概念长期以来有一个问题。研究人员从来没有确切地发现“海平面指纹”。

包括哈佛大学地球物理学家Jerry X. Mitrovica和哈佛大学校友Sophie Coulson在内的一个科学家团队，认为他们已经找到了第一个“海平面指纹”。最近发表在《科学》杂志上的一项新研究描述了他们的发现。这些发现验证了一个多世纪的海平面研究，并有助于加强对预测未来海平面上升模型的信心。

地球和行星科学系科学教授Frank B. Baird Jr.说：“海平面预测、城市和海岸规划--所有这些--都建立在‘指纹’的概念上。这就是‘指纹’是如此重要的原因。它们允许你估计海平面变化的几何形状是什么样的......所以我们现在对海平面变化如何演变有更大的信心....。如果‘指纹’物理学不正确，那么我们就必须重新考虑所有的现代海平面研究。”

由于潮汐、海流和风的变化所带来的海平面的重大波动，“海平面指纹”一直是出了名的难以检测。使其成为一个难题的是，研究人员正试图检测水的毫米级运动，并将其与数千英里外的冰川融化联系起来。

Mitrovica将这一搜索与寻找亚原子粒子希格斯玻色子的搜索相比较。Mitrovica说：“几乎所有的物理学家都认为希格斯粒子是存在的，但当它被坚定地探测到时，这仍然是一项变革性成就。在海平面物理学中，几乎每个人都认为指纹存在，但它们从未被探测到，而且置信度相当高。”

这项新的研究使用了欧洲海洋监测机构新近发布的卫星数据，这些数据捕捉了格陵兰冰原附近和靠近格陵兰岛中部的大部分海洋的30多年的观测数据，以捕捉指纹带来的海洋水平的“跷跷板”。

卫星数据引起了Mitrovica和斯克里普斯海洋学研究所的研究人员David Sandwell的注意。通常情况下，该地区的卫星记录只延伸到格陵兰岛的南端，但在这次新发布的数据中，数据达到了10度以上的纬度，使他们能够观察到指纹引起的“跷跷板”的潜在暗示。

Mitrovica很快求助于Coulson，她曾是Mitrovica实验室的博士生，现在是洛斯阿拉莫斯国家实验室的博士后研究员，以验证这是否真的是科学家们几十年来一直追逐的“指纹”信号。

Mitrovica说：“她是最好的人选......鉴于我们对格陵兰冰原如何失去质量的理解，她可以确定该预测是否与卫星观测相符。”

Coulson是建模海平面变化和与冰原和冰川融化有关的地壳变形方面的专家，当数据集进入她的收件箱时，她正在英国探亲。她说，她立即意识到了这种潜力。

Coulson迅速收集了她能找到的关于格陵兰冰原内冰高变化的三十年的最佳观测数据，以及整个加拿大北极地区和冰岛的冰川高度变化的重建。她将这些不同的数据集结合起来，对该地区1993年至2019年的海平面变化进行预测，然后与新的卫星数据进行比较。拟合是完美的。一对一的匹配以超过99.9%的置信度表明，卫星所显示的海平面变化模式是冰盖融化的“指纹”。

Coulson说：“我完全惊呆了，这就是--‘海平面指纹’，它们存在的证据。这对我们所有人来说都是一个非常、非常激动人心的时刻。在科学界很少有这样的时刻，它为复杂的地球过程提供了如此简单而显著的清晰度。”

Mitrovica补充说：“这项工作由Sophie出色地领导，是我职业生涯的亮点之一，是我们与国际同事社区共同建立的所有理论和计算工作的结尾，”他的小组是第一个提出关于海平面指纹应该是什么样子的模型和预测。

科学研究通常需要几年的时间来发展成果，然后被起草成一篇论文，但在这里，研究人员能够迅速行动。从他们看到卫星数据到提交作品，这个过程总共只花了几个月。

这是因为大部分的法律工作已经完成。自从Mitrovica和他的团队在大约20年前提出他们关于“海平面指纹”的工作以来，许多理论、技术和方法都已经得到了很好的发展和进步--这些计算被广泛接受，并被纳入了几乎所有预测海平面上升的模型。

这是一项高风险、高回报的科学，没有人期望这么快就能发现。”Mitrovica说：“我们从支持我们的团体中受益匪浅，特别是Star-Friedman Challenge。”

现在，第一个“海平面指纹”已经被探测到，具有最大的全球影响的问题是现在这一切将导致什么。

Mitrovica说：“将有更多的探测结果出现。很快，指纹物理学的全部力量将可用于预测下一个十年、一个世纪和更长时间的海平面变化。”