新发现表明,南极洲西部的冰川在20世纪40年代开始大规模退缩
2024-10-16 23:58

新发现表明,南极洲西部的冰川在20世纪40年代开始大规模退缩

  

  

  斯韦茨冰川(Thwaites Glacier)位于广袤的南极洲,是世界上最宽的冰川,长约1000米在大陆的西部边缘大约80英里处。尽管面积巨大,但这片巨大的地貌正在失去比它从降雪中吸收的冰多了大约500亿吨,这使得它在稳定性方面处于一个不稳定的位置。

  自20世纪70年代以来,已经观察到冰的加速融化,但直到现在还不清楚这种重大融化是何时开始的。由休斯顿大学的研究人员领导的一项新研究发表在《美国国家科学院院刊》上,该研究表明,大规模的冰川退缩始于20世纪40年代。他们对斯韦茨冰川的研究结果与之前对松岛冰川退缩的研究一致,发现冰川退缩也始于40年代。

  “我们的研究特别重要的是,这种变化不是随机的,也不是特定于一个冰川的,”通讯作者雷切尔·克拉克说,她去年从休斯敦大学毕业,获得地质学博士学位。“这是气候变化大背景的一部分。你不能忽视冰川上正在发生的事情。”

  克拉克和该研究的作者认为,冰川退缩可能是由极端的El Ni?o气候模式引发的,该模式使南极西部变暖。作者说,从那时起,冰川就没有恢复,目前占全球海平面上升的4%。

  “重要的是,Ni?o只持续了几年,但两个冰川,斯韦茨和松岛,仍然在显著退缩,”朱莉娅·维尔纳说,犹他大学地质学副教授和斯韦茨离岸研究项目的美国首席研究员,或THOR,一个国际合作项目,其团队成员是该研究的作者。

  “一旦系统失去平衡,撤退就会持续下去,”她补充说。

  他们的发现还清楚地表明,冰川接地区的退缩,或冰川与海底失去联系并开始漂浮的区域,是由于外部因素造成的。

  “斯韦茨冰川和松岛冰川有着共同的变薄和退缩的历史,这一发现证实了这样一种观点,即南极西部冰盖阿蒙森海部分的冰损失主要由外部因素控制,包括海洋和大气环流的变化,而不是内部冰川动力学或局部变化,如冰川床融化或冰川表面积雪。”《雷神》的英国首席研究员、该研究的合著者克劳斯-迪特尔·希伦布兰德说。

  英国南极调查局的海洋地质学家、该研究的合著者詹姆斯·史密斯补充说:“我们的研究结果的一个重要含义是,一旦冰盖退缩开始,它可能会持续几十年,即使最初的情况没有变得更糟。”“我们今天在斯韦茨和松岛冰川上看到的变化,以及整个阿蒙森海的潜在变化,很可能是在20世纪40年代开始的。”

  克拉克和他的团队用了三种主要方法得出了他们的结论。其中一种方法是海洋沉积物岩心收集,它比以往任何时候都更接近斯韦茨冰川。2019年初,他们乘坐纳撒尼尔·b·帕尔默破冰船和科考船前往斯韦茨附近的阿蒙森海,取回了这些冰芯。然后,研究人员利用这些冰芯重建了从全新世早期到现在的冰川历史。全新世是目前的地质时代,始于上一个冰河时代之后,大约11700年前。

  CT扫描被用来对沉积物进行x射线扫描,以收集其历史的细节。地球年代学,或者说是测定地球物质年代的科学,后来被用来得出这样的结论:大规模的冰融化始于40年代。

  克拉克使用210Pb(铅-210)作为地质年代学中最重要的同位素,这是一种自然埋藏在沉积物岩心中的放射性同位素。这个过程类似于放射性碳测年法,后者测量的是6万年前的有机物质的年龄。

  克拉克说:“但是铅-210的半衰期很短,大约只有20年,而放射性碳的半衰期大约有5000年。”“这种短暂的半衰期使我们能够为过去一个世纪建立一个详细的时间表。”

  这种方法很重要,因为尽管卫星数据可以帮助科学家了解冰川退缩,但这些观测结果只能追溯到几十年前,这个时间框架太短,无法确定斯韦茨对海洋和大气变化的反应。科学家需要卫星前的记录来了解冰川的长期历史,这就是为什么要使用沉积物岩心。

  南极研究人员表示,斯韦茨冰川在调节南极西部冰盖的稳定性以及全球海平面上升方面发挥着至关重要的作用。

  韦纳说:“冰川的重要性不仅在于它对海平面上升的贡献,还在于它就像瓶子里的软木塞一样,阻挡了后面更大范围的冰。”“如果思韦茨不稳定,那么西南极洲的所有冰都有可能变得不稳定。”

  如果思韦茨冰川完全崩塌,预计全球海平面将上升65厘米(25英寸)。

  希伦布兰德说:“我们的研究有助于更好地了解在促使冰川变薄和退缩、使南极西部冰盖流入阿蒙森海的过程中,哪些因素是最关键的。”“因此,我们的研究结果将改进试图预测未来南极冰盖融化的幅度和速度及其对海平面影响的数值模型。”

  雷神研究所的研究人员隶属于一个更大的项目——国际思韦茨冰川合作项目,这是一个美英合作项目,旨在减少思韦茨冰川海平面上升预测的不确定性。

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