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南極新一輪冰架塌落,全球氣候變化愈發嚴峻

「間冰期」是指介於兩次冰期之間的氣候較為溫暖的地質時期。此期間地球上冰川消亡或大規模退縮。大約 12.5 萬年前,地球正處於艾木間冰期——一段長達 1.5 萬年的溫暖時期。這期間,地球溫度與當下溫室氣體時代下的溫度十分接近。然而,替代記錄表明當時的海平面比當現在高出 6-9 米。

現在,科學家發現了當時存在的那些海水的來源:南極西部冰架的塌落。冰河學家擔心這個超大冰塊當前的穩定性。因為它的底部位於海平面之下,存在被溫熱海水融化的風險,並且邊緣正在快速消退。最近的發現確認了上述冰河學家的擔心。

在最近的美國地球物理協會會議上,研究者報告了這一發現,他們梳理了沉積物集中區域,並提出了證據,表明在過去不久的地質時期里,類似於當前環境條件下,冰架消失過。美國俄勒岡州立大學的冰川地質學家 Anders Carlson 帶領團隊做了這項研究,他表示,「我們以前是缺乏證據,而現在我們找到了冰架缺失的證據。」

圖| 南極西部冰架最為脆弱的派恩島冰川出現30公里的裂縫(來源:NASA/GSFC/METI/ERSDAC/JAROS, AND U.S./JAPAN ASTER SCIENCE TEAM/FLICKR)

古生物氣象學家 Jeremy Shakun 表示,該發現可能會進一步確認,南極西部冰架可能不需要巨大推動而發生移動。這反過來也表明,大量冰川消融加快的開端可能是在過去十年或者二十年前,而不是一個短期結果。如果確實如此,那麼海平面上升可能比預期的更快,而我們可能需要為此做好準備。有記錄表明,冰架一旦發生塌落,海平面則以 2.5 米/世紀的速度上升。

美國哥倫比亞大學拉蒙-多哈堤地球觀測站的地球物理學者 Jacqueline Austermann 表示,作為當下的一個類比,12.9 萬年前到 11.6 萬年前的間冰期,可能並不是最好的時期。當時,地球溫度比工業化前的溫度上升了 2 度。但是,溫度上升的原因並不是溫室氣體,而是地球公轉和自轉軸線的微小變化,並且南極可能比現在更冷。是什麼導致了海平面上升,依然是一個未解之謎。

科學家們曾將之歸因於格陵蘭冰架的融化。但是,在 2011 年,Carlson 及其同事識別了沉積岩床中的同位素信息,表明並非由格陵蘭冰架導致。同位素信息表明,在間冰期,岩床中的冰持續消融。如果格陵蘭冰架沒有消失,也沒有促使海平面上升,那麼很有可能是脆弱的南極西部冰架。但是,Shakun 表示,這並不是最令人滿意的論證。

Carlson 團隊將他們的同位素技術應用到南極西部冰架。首先,他們繪製了沿西部冰架邊緣鑽探的海洋沉積物岩芯。他們研究了 29 個岩芯,發現了 3 個不同基岩源區的地球化學特徵,這3個區域分別是:多山的南極半島、靠近羅斯海的阿蒙森省區域和派恩島冰川附近區域。

在這些發現的支撐下,Carlson 團隊分析了來自於別林斯高晉海(位於南極半島的西部)遠海岸的單一岩芯的海洋沉積物。結果發現,一個穩定的涌流沿著南極西部大陸架流動著,並一路聚集冰蝕的淤泥。該涌流在岩芯位置傾倒了很多淤泥,並且越積越多,其中圈閉的微生物是有孔蟲類。通過比較他們的氧同位素比例與那些存在於岩芯中已知日期的氧同位素,可以追溯日期微生物的時期。延伸超 10 米的岩芯包含了 14 萬年時間裡累積的淤泥。

Carlson 團隊報道,對於那段時期的大部分時間,所有三個基岩源區的淤泥都包含地球化學特徵,這表明存在連續的冰蝕。但是在一個追溯到間冰期的區域,派恩島冰川附近區域和阿蒙森省的地球化學特徵消失,只有南極半島的淤泥包含地球化學特徵,表明沖蝕有停頓,冰川持續存在。Carlson 表示,「我們沒有發現來自南極西部冰架的任何沉積物,對此解釋為沉積物消失了,並且不再有沖蝕發生。」

他承認追溯岩芯日期並不是十分準確,這意味著間冰期的沖蝕停頓可能並沒有發生過。也有可能,停頓本身是虛假的,海洋涌流暫時偏移,將淤泥掃除到另一個位置。

更多的發現即將產生。下個月,國際大洋發現計劃的「喬迪斯·決心號」科考船將開始為期 3 個月的航行,將在南極西部至少鑽取 5 個海洋岩芯。Carlson表示,這將是一個非常偉大的試驗。

同時,他希望及時發表自己的研究,並希望能夠囊括到下一個聯合國氣候報告中。在 2001 年和 2007 年的聯合國氣候報告中,未來海平面預測部分,甚至都沒有考慮南極西部冰架塌落的影響;在 2013 年,研究者們才開始討論,並且相關研究在 2019 年12月截止。Carlson 表示,「我們必須趕上這一最後期限。」

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