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海平面或将比预期上升更快的新证据 - 海洋地质岩心分析

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南极洲聚集了全球90%以上的冰,在其超过1400万平方公里的面积上,几乎都被冰覆盖。(东方ic/图)

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南极西部冰盖在最后一个间冰期消失过,这意味着近二十年来人们观察到的南极冰盖的崩塌或许只是这一进程的开始,如果古老的冰盖继续崩塌下去,那么全世界可能需要为海平面比预期上升更快做好准备。

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近四十年来,南极洲成为了气候变化问题的焦点,因为它聚集了全球90%以上的冰,在其超过1400万平方公里的面积上,几乎都被冰覆盖,冰量的任何变化都成为评估全球气候变化风险的重要信号。

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2018年12月,美国俄勒冈州立大学的地质学家安德斯·卡尔森(Anders E Carlson)等人在美国地球物理联合会(American Geophysical Union,非营利国际科学组织,会员来自全世界)的会议上介绍,通过南极西部岩心的分析,认为有证据表明,西南极洲的冰盖(Ice Sheet,指陆地上的冰,此外,陆地边缘的叫冰架,飘到海里的叫冰山)在最后一个间冰期消失过。

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作为一个类似地质年代的时间维度,最后一个间冰期大约指是的12.9万年前至11.6万年前之间,是最后一个与现在温度相似的、比较温暖的时期,在地球40多亿年的时间里,从温度来看,呈现出显著冷和相对温暖时期交替出现的特征,今天地球所处的这个被地质学家称为“全新世”的相对温暖的时期,仅开始于大约1.1万年前。

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考虑到温度可能是影响南极冰川的重要因素,对最后一个间冰期的研究成为今天探索南极前途命运的一个重要课题。西部南极冰盖在最后一个间冰期消失过这样的发现,显然提供了一个新的认识南极冰川的证据,并很自然地引出一个,消失的冰去哪里了的问题,以及这意味着什么。

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海平面会明显上升的新证据?

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波士顿学院(Boston College)的古气候学家杰里米·沙坤(Jeremy Shakun)在《科学》杂志的文章中表示,这可能意味着近20年人们观察到的南极冰的损失只是这一进程的开始,而不是短期现象,如果古老的冰盖继续崩塌,那全世界可能需要为海平面比预期上升得更快做好准备。

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为什么这样说呢?这就要具体到安德斯·卡尔森等人对西部南极冰盖在最后一个间冰期消失的发现,这项研究先是通过对29个岩心的分析,识别了均位于南极西部边缘的南极半岛、靠近罗斯海(Ross Sea)的阿蒙森海(Amundsen)领域及间隙、以及派恩岛(Pine Island)冰川三个不同基岩来源区域的地球化学特征,然后对一个从位于南极半岛西侧别林斯高晋海(Bellingshausen Sea)远岸处钻出的岩心的海洋沉积物进行分析,因为南极大陆冰架被冰侵蚀的废弃物会沿着一个稳定的水流沉积在这个岩心附近,通过分析沉积的微生物的时间,发现这个岩心容纳了时间跨度14万年的物质,然后结合三个不同地区地球化学特征,发现大部分时间三者都在,但间冰期早期,没有发现来自更广阔的西南极洲冰盖的沉积物,研究者据此分析,冰盖消失了。

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安德斯·卡尔森等人据此在会议论文摘要中指出,这提供了最后一个间冰期西南极洲会变小的第一个直接的迹象。

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但这是否意味着海平面因此发生大幅升高呢?此前2018年8月,《自然·地球科学》杂志(Nature Geoscience)刚刚发表英国学者题为《缺乏最后一次间冰期内海平面波动的实质性证据》的文章,认为,最后一次间冰期内,全球海平面比现在高出6-9米,但根据目前掌握的当时的地貌、地层情况,并未发现间冰期内冰盖再生的证据,因此对最后一次间冰期内海平面快速波动持质疑态度,同时建议对海平面处于低位之后以每千年超过3-7米上升这样的说法保持谨慎。

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主持这项研究的英国利兹大学地球与环境学院副教授娜塔莎·巴洛(Natasha Barlow),对于冰盖消失的新发现,告诉南方周末记者,安德斯·卡尔森等人的研究算是提供了最后一个间冰期内西南极洲冰盖崩塌的第一个直接的证明,但是,根据现在所公开的研究发现,“这并没有提供间冰期内海平面以几米的大幅度波动的证据,波动意味着冰盖会有崩塌、重生、再崩塌这样的过程。”

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“我们支持最后一个间冰期内,冰盖更小这样的观点,这对未来冰盖稳定性以及由此导致的海平面上升的长期风险有重要的启示。”主要研究海平面变化的娜塔莎·巴洛向南方周末记者解释。

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近二十年冰架曾接连崩塌

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尽管没有直接证据证明最后一次间冰期内,是西南极洲冰盖崩塌导致了海平面的波动,但最后一次间冰期内海平面比现在高出好多米是基本得到了认可的。而1990年代以来,位于南极半岛的名为拉森A、拉森B的冰架,接连于1995年和2002年崩解,随后飘入大海,让人们看到了南极冰川融化是确确实实正在发生的事情。

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尤其是拉森B,面积达3000多平方公里、厚度达200多米、且已经稳定存在了1万年的冰架在现代人类见证下崩解,给人们造成了较大的心理冲击,全球变暖话题为之升温。而1990年代才开始的对南极冰川的卫星雷达的监测,更是将南极洲第四大冰架拉森C是怎么逐渐变薄、裂缝、以及裂缝变大的历程进行了跟踪,让人们更直观地感受到了冰架是怎么变冰山即将飘走的景观。

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2017年7月,一块约5800平方公里,面积略小于上海市的冰从拉森C上脱落,崩解的趋势让人们长时间的担心越来越变成现实,而整个拉森C的面积接近7个上海那么大,全部进入大海可能将使全球海平面上升10厘米。

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尽管如此,因为研究持续时间的局限,科学家们对南极冰川近二十多年间观察到的现象是自然变化使然,还是全球变暖所致,并未达成广泛共识。但对西南极洲冰盖的脆弱的证据,似乎正在增多。早在俄勒冈州立大学科学家发现冰盖在最后一个间冰期消失之前,瑞典乌普萨拉大学(Uppsala University)地球科学系的学者雷德·舍雷尔(Reed P. Scherer)等人,就曾通过南极洲西部冰盖下的冰川沉积物发现冰架在更新世(Pleistocene)晚期,即距今约100万年的时间里曾崩塌过,这一研究发表在1998年7月的《科学》杂志上。

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“重要的是,我们需要去弄清楚冰盖是以怎样的速度和机制融化的。”娜塔莎·巴洛觉得这是当前国际研究真正聚焦的地方。

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而在科学研究之外,肇始于1992年的《联合国气候变化框架公约》通过全球协作控制碳排放量等方式,几乎发动了全世界的人们用行动应对气候变暖,而刚刚过去的2018年,距离1978年俄亥俄州立大学极地研究所的默瑟(JH Mercer)在《自然》杂志发表文章,提出二氧化碳排放量和温室效应将加速南极洲西部冰川融化,已经过去整整40年了,当时默瑟在文章中还提出:如果全球化石能源消费量以当前速度增长,那么大气中二氧化碳的含量在大约50年内将翻倍;西南极洲冰川的快速消失将导致全球海平面升高5米。

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无论这个“50年”的未来研究将走向何处,包括中国在内各国的介入正改变着这一进程。尽管暂时还不清楚准确的冰盖消失年代,但安德斯·卡尔森在《科学》杂志的文章中透露,希望通过进一步研究,让自己的成果出现在下一份联合国气候报告中。

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对于更多普通人来说,无论愿意与否,南极冰川动态,显然已经在国家行动中,与几乎每个人产生了关联,多少改变了人们的思想意识和日常生活。而对于解释南极冰川和气候变化问题,其实仍有大量疑问没有答案,需要人们去探索和回答。

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