一萬年前拯救南極西部冰蓋的東西,今天也救不了它

weixin_33866037發表於2018-06-16
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科學家們發現,在最後一個冰河時代之後,南極西部冰蓋的退縮在大約1萬年前出人意料地逆轉了。這與之前的假設形成了鮮明的對比。事實上,是收縮本身阻止了收縮:從冰的重量中解脫出來,地殼上升並觸發了冰蓋的再次前進。然而,這一機制在很大程度上是為了防止西南極洲在目前和不久的將來由於冰的損失而引起的危險的海平面上升。只有迅速減少溫室氣體排放才能做到這一點。

波茨坦氣候影響研究所的Torsten Albrecht說:“上個冰河世紀後的變暖導致了南極洲西部的冰塊減少。”在這一地區的大部分地區,它在1000年的時間裡向內陸退了1000多公里——在地質時間尺度上,這真的是高速的。但現在我們發現這個過程在某個點上發生了部分逆轉。而不是潛在的崩塌,冰蓋再次增長了400公里。這是一個有限的,但令人驚訝的自我穩定。然而,到目前為止,它花了長達一萬年的時間。鑑於目前氣候變化的速度是由燃燒化石燃料造成的,不幸的是,我們發現的機制並沒有發揮足夠快的作用,以防止今天的冰蓋融化並導致海平面上升。

研究小組發現了為什麼這種反彈發生在南極洲西部。眾所周知,地殼會因為一公里厚的冰的重量而變薄——當冰消失時,地面就會上升。這叫做均衡反彈。然而,這取決於在一個特定區域的地球地幔的複雜特徵——例如科學家談論粘度。到目前為止,人們還不知道南極洲西部的地殼以某種方式隆起,使不斷縮小的冰重新向前移動。此前,研究人員認為,在最後一次冰川最大的冰川融化之後,南極洲的冰層持續消融。現在看來,他們對這次撤退的看法總體上是正確的,但並沒有完全把握住它的動態。

證據的三種來源:計算機模擬,冰雷達資料,冰下沉積物

“當我觀察到我們對南極洲西部的數值計算機模擬的重新生長時,我首先認為這可能是一個缺陷——它看起來和你在課本上看到的完全不同,”托爾斯滕·阿爾布雷希特說。“所以我開始研究冰、海洋和地球之間的相互作用,以及它們典型的時間尺度。”事實上,計算機模擬結果有助於從觀察資料中得出有意義的結論。其他科學家發現,這些資料與波茨坦建模團隊的工作無關,但一開始,他們對各自的發現同樣感到憤怒。

喬納森·金斯斯萊克和來自紐約哥倫比亞大學拉蒙特-多爾蒂地球觀測站的同事們在前往南極洲研究古冰流的途中,拖過了冰層上的一個雷達裝置。令他們驚訝的是,雷達發現了冰中不應有的裂縫。“這太奇怪了,”金斯萊克說,他是這項研究的三位主要作者之一。“我們以前從未見過這種靠近冰蓋底部的結構。”對這些訊號的進一步分析表明,岩石地面上的冰一定是在迅速地拉伸或擠壓,而迄今為止,這被認為是一個移動緩慢的區域。

在另一項獨立的調查中,科學家們研究了在許多冰層中鑽出的沉澱物。據認為,該地區自冰河時代以來就被冰層覆蓋。但是來自北伊利諾伊大學的Reed Scherer團隊,該研究的第三個主要作者,也就是現在發表的論文的作者,發現了冰層下的有機物質——死去很久的微小海洋生物的遺骸。這表明這個地區與海洋的聯絡比任何人想象的都要近。這是由於數千年前冰的快速消退和緩慢再生造成的。

直到沿海城市感受到了海平面上升的影響很久之後,海平面的上升才會幫助冰層重新形成

在變暖條件下,有許多因素影響著冰蓋的活動。在被研究的地區,海洋山脈對冰的動力學非常重要。漂浮的冰架下面的山峰從海底向上延伸。當底部上升時,它們就會變成冰架內部的冰。由於它們是由堅硬的岩石構成,它們增加了冰蓋的穩定性。科學家稱這是一種扶扣效應。其他地區的冰再生長條件可能不太有利。

然而,時間尺度最終才是關鍵。“大約1萬年前發生的事情可能不會決定我們在二氧化碳增強的世界裡的走向,在這個世界裡,極地地區的海洋正在迅速變暖,”Scherer說。“如果現在由人為變暖引發的冰蓋急劇消退,那麼在沿海城市感受到了海平面上升的影響很久之後,抬升過程才會幫助重新形成冰蓋。”

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