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南极新一轮冰架塌落,全球气候变化愈发严峻

2018-12-31
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“间冰期”是指介于两次冰期之间的气候较为温暖的地质时期。此期间地球上冰川消亡或大规模退缩。大约 12.5 万年前,地球正处于艾木间冰期——一段长达 1.5 万年的温暖时期。这期间,地球温度与当下温室气体时代下的温度十分接近。然而,替代记录表明当时的海平面比当现在高出 6-9 米。


现在,科学家发现了当时存在的那些海水的来源:南极西部冰架的塌落。冰河学家担心这个超大冰块当前的稳定性。因为它的底部位于海平面之下,存在被温热海水融化的风险,并且边缘正在快速消退。最近的发现确认了上述冰河学家的担心。


在最近的美国地球物理协会会议上,研究者报告了这一发现,他们梳理了沉积物集中区域,并提出了证据,表明在过去不久的地质时期里,类似于当前环境条件下,冰架消失过。美国俄勒冈州立大学的冰川地质学家 Anders Carlson 带领团队做了这项研究,他表示,“我们以前是缺乏证据,而现在我们找到了冰架缺失的证据。”


图| 南极西部冰架最为脆弱的派恩岛冰川出现30公里的裂缝(来源:NASA/GSFC/METI/ERSDAC/JAROS, AND U.S./JAPAN ASTER SCIENCE TEAM/FLICKR)


古生物气象学家 Jeremy Shakun 表示,该发现可能会进一步确认,南极西部冰架可能不需要巨大推动而发生移动。这反过来也表明,大量冰川消融加快的开端可能是在过去十年或者二十年前,而不是一个短期结果如果确实如此,那么海平面上升可能比预期的更快,而我们可能需要为此做好准备有记录表明,冰架一旦发生塌落,海平面则以 2.5 米/世纪的速度上升


美国哥伦比亚大学拉蒙-多哈堤地球观测站的地球物理学者 Jacqueline Austermann 表示,作为当下的一个类比,12.9 万年前到 11.6 万年前的间冰期,可能并不是最好的时期。当时,地球温度比工业化前的温度上升了 2 度。但是,温度上升的原因并不是温室气体,而是地球公转和自转轴线的微小变化,并且南极可能比现在更冷。是什么导致了海平面上升,依然是一个未解之谜。


科学家们曾将之归因于格陵兰冰架的融化。但是,在 2011 年,Carlson 及其同事识别了沉积岩床中的同位素信息,表明并非由格陵兰冰架导致。同位素信息表明,在间冰期,岩床中的冰持续消融。如果格陵兰冰架没有消失,也没有促使海平面上升,那么很有可能是脆弱的南极西部冰架。但是,Shakun 表示,这并不是最令人满意的论证。


Carlson 团队将他们的同位素技术应用到南极西部冰架。首先,他们绘制了沿西部冰架边缘钻探的海洋沉积物岩芯。他们研究了 29 个岩芯,发现了 3 个不同基岩源区的地球化学特征,这3个区域分别是:多山的南极半岛、靠近罗斯海的阿蒙森省区域和派恩岛冰川附近区域。


在这些发现的支撑下,Carlson 团队分析了来自于别林斯高晋海(位于南极半岛的西部)远海岸的单一岩芯的海洋沉积物。结果发现,一个稳定的涌流沿着南极西部大陆架流动着,并一路聚集冰蚀的淤泥。该涌流在岩芯位置倾倒了很多淤泥,并且越积越多,其中圈闭的微生物是有孔虫类。通过比较他们的氧同位素比例与那些存在于岩芯中已知日期的氧同位素,可以追溯日期微生物的时期。延伸超 10 米的岩芯包含了 14 万年时间里累积的淤泥。


Carlson 团队报道,对于那段时期的大部分时间,所有三个基岩源区的淤泥都包含地球化学特征,这表明存在连续的冰蚀。但是在一个追溯到间冰期的区域,派恩岛冰川附近区域和阿蒙森省的地球化学特征消失,只有南极半岛的淤泥包含地球化学特征,表明冲蚀有停顿,冰川持续存在。Carlson 表示,“我们没有发现来自南极西部冰架的任何沉积物,对此解释为沉积物消失了,并且不再有冲蚀发生。”


他承认追溯岩芯日期并不是十分准确,这意味着间冰期的冲蚀停顿可能并没有发生过。也有可能,停顿本身是虚假的,海洋涌流暂时偏移,将淤泥扫除到另一个位置。


更多的发现即将产生。下个月,国际大洋发现计划的“乔迪斯·决心号”科考船将开始为期 3 个月的航行,将在南极西部至少钻取 5 个海洋岩芯。Carlson表示,这将是一个非常伟大的试验。


同时,他希望及时发表自己的研究,并希望能够囊括到下一个联合国气候报告中。在 2001 年和 2007 年的联合国气候报告中,未来海平面预测部分,甚至都没有考虑南极西部冰架塌落的影响;在 2013 年,研究者们才开始讨论,并且相关研究在 2019 年12月截止。Carlson 表示,“我们必须赶上这一最后期限。”


-End-


编辑:CYQ、张依璨,责编:杨健楷

参考:

https://www.sciencemag.org/news/2018/12/discovery-recent-antarctic-ice-sheet-collapse-raises-fears-new-global-flood


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