新發現表明西南極洲冰川顯著退縮始于20世紀40年代
思韋茨冰川位于廣闊的南極洲之中,它是世界上最寬的冰川,位于南極洲西緣,長約 80 英里。盡管面積很大,但這個巨大的地貌正在流失的冰量比其降雪量還多約 500 億噸,這使其穩定性岌岌可危。
自 20 世紀 70 年代以來,人們就觀察到冰層流失速度加快,但直到現在還不清楚這種顯著的融化何時開始。由休斯敦大學研究人員領導的一項發表在《美國國家科學院院刊》上的新研究表明,冰川顯著退縮始于 20 世紀 40 年代。他們對思韋茨冰川的研究結果與之前研究松島冰川退縮的研究結果一致,發現冰川退縮也在 40 年代開始。
“我們的研究特別重要的是,這種變化不是隨機的,也不是特定于某個冰川的,”去年從夏威夷大學畢業并獲得地質學博士學位的通訊作者雷切爾·克拉克 (Rachel Clark) 說。“這是氣候變化大背景的一部分。你不能忽視這座冰川上正在發生的事情。”
克拉克和研究作者認為,冰川退縮可能是由極端厄爾尼諾氣候模式引起的,該氣候模式使南極西部變暖。作者說,自那以后,冰川一直沒有恢復,目前造成全球海平面上升的 4%。
“值得注意的是,厄爾尼諾現象只持續了幾年,但思韋茨和派恩島這兩個冰川仍然在大幅退縮,”夏威夷大學地質學副教授、思韋茨近海研究項目美國首席研究員朱莉婭·韋爾納 (Julia Wellner)說?;?THOR,一項國際合作,其團隊成員是該研究的作者。
“一旦系統失去平衡,撤退就會持續,”她補充道。
他們的發現還清楚地表明,冰川接地區(即冰川與海床失去接觸并開始漂浮的區域)的退縮是由于外部因素造成的。
“思韋茨冰川和松島冰川都有共同的變薄和退縮歷史,這一發現證實了這樣的觀點,即南極西部冰蓋阿蒙森海部分的冰損失主要受外部因素控制,包括海洋和大氣環流的變化THOR 英國首席研究員、研究合著者克勞斯-迪特·希倫布蘭德 (Claus-Dieter Hillenbrand) 表示:
英國南極調查研究公司的海洋地質學家詹姆斯·史密斯補充道:“我們的研究結果的一個重要意義是,一旦冰蓋退縮開始,即使開始的情況沒有變得更糟,它也可能會持續數十年。” -作者。“我們今天在 Thwaites 和 Pine Island 冰川上看到的變化,甚至可能是整個阿蒙森海海灣的變化,有可能基本上是在 20 世紀 40 年代開始的。”
沉積物巖心的年代測定在研究中發揮著關鍵作用
克拉克和團隊使用三種主要方法得出結論。其中一種方法是海洋沉積物核心收集,它比以往任何時候都更靠近思韋茨冰川。2019 年初,他們乘坐納撒尼爾·B·帕爾默(Nathaniel B. Palmer)破冰船和科考船前往思韋茨附近的阿蒙森海,取回了這些巖芯。研究人員隨后利用這些巖芯重建了冰川從全新世早期到現在的歷史。全新世是當前的地質時代,始于最后一個冰河時代(大約 11,700 年前)之后。
CT 掃描用于對沉積物進行 X 射線檢查,以收集其歷史的詳細信息。地質年代學,即測定地球材料年代的科學,隨后被用來得出這樣的結論:大量冰雪融化始于 20 世紀 40 年代。
Clark 使用210 Pb(鉛 210)作為地質年代學中最重要的同位素,這是一種自然埋藏在沉積物巖心中的放射性同位素。這個過程類似于放射性碳測年法,測量有機材料的年齡可以追溯到 60,000 年前。
“但是鉛 210 的半衰期很短,約為 20 年,而放射性碳之類的物質的半衰期約為 5,000 年,”克拉克說。“短暫的半衰期使我們能夠為上個世紀建立一個詳細的時間表。”
這種方法很重要,因為盡管衛星數據可以幫助科學家了解冰川退縮,但這些觀測結果只能追溯到幾十年前,這個時間范圍太短,無法確定思韋茨對海洋和大氣變化的反應??茖W家需要衛星前的記錄來了解冰川的長期歷史,這就是使用沉積巖芯的原因。
研究為未來的建模提供信息,以減少海平面上升的不確定性
南極研究人員表示,思韋茨冰川在調節西南極冰蓋穩定性以及全球海平面上升方面發揮著至關重要的作用。
韋爾納說:“這座冰川的重要性不僅在于它對海平面上升的貢獻,還因為它就像瓶子里的軟木塞一樣,阻擋了后面更大范圍的冰。” “如果思韋茨不穩定,那么南極洲西部的所有冰層都有可能變得不穩定。”
如果思韋茨冰川完全崩塌,全球海平面預計將上升 65 厘米(25 英寸)。
希倫布蘭德說:“我們的研究有助于更好地了解哪些因素是導致西南極冰蓋流入阿蒙森海的冰川變薄和退縮的最關鍵因素。” “因此,我們的結果將改進數值模型,試圖預測未來南極冰蓋融化的幅度和速度及其對海平面的影響。”
THOR 的研究人員是一項更大計劃的一部分,即國際思韋茨冰川合作組織,這是一項美英聯合合作伙伴關系,旨在減少思韋茨冰川海平面上升預測的不確定性。
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