物理科技生物学-PHYICA

移动中的冰原:全球气候相互联系向井蓝的证据

地球 2022-05-16 00:00:07

哈佛大学 2019年,苏格兰海中部的一座冰山

信用:托马斯·荣格 要了解这个星球真正的相互联系有多深,只需看看北半球和南极的巨大冰原就可以了

相隔数千公里,他们几乎不是邻居,但根据一个由校友娜塔莉亚·戈麦斯博士领导的国际科学家小组的新研究

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14,包括哈佛大学教授杰里·X

米特罗维察——就冰的膨胀或融化而言,一个地区发生的事情对另一个地区有着惊人的直接和巨大的影响

发表在《自然》杂志上的这项分析首次表明,南极冰盖的变化是由北半球冰盖的融化引起的

这种影响是由过去40,000年间北方冰川融化引起的海平面变化驱动的

研究人员说,了解这种工作方式有助于气候科学家把握未来的变化和不稳定性,因为全球变暖增加了主要冰盖和冰帽的融化

这项研究模拟了这种跷跷板效应是如何工作的

他们发现,在大约20000年到26000年前的冰河时期的最后一个高峰,当北半球的冰保持冻结时,导致了南极洲海平面的降低和那里冰盖的增长

当气候在那次高峰后变暖时,北方的冰盖开始融化,导致南半球的海平面上升

这种上升的海洋引发了南极洲的冰迅速退缩到几千年前的今天的大小

是什么导致南极冰盖在这一变暖时期如此迅速地融化,这个问题一直是个谜

“这是真正令人兴奋的部分,”小弗兰克·贝尔德·米特罗维察说

地球和行星科学系科学教授

“是什么推动了这些南极释放出大量冰块的戏剧性事件?这项研究表明,这些事件最终不是由任何地方因素驱动的

它们受到当地海平面上升的驱动,但却是对遥远的冰原融化的回应

这项研究在南极冰盖的稳定性和北半球显著的融化期之间建立了一种未被充分认识的联系

" 这次撤退与戈麦斯预测的海平面变化模式是一致的,戈麦斯现在是麦吉尔大学地球和行星科学的助理教授,他和他的同事们在南极大陆的早期工作中预测了海平面变化模式

下一步是扩大研究范围,看看一个地方的冰川退缩会在另一个地方推动退缩

这可以为历史上的其他时间以及未来的冰原稳定性提供洞见

“回顾过去真的可以帮助我们理解冰盖和海平面是如何运作的,”戈麦斯说

“它让我们更好地了解整个地球系统是如何工作的

" 研究人员第一次能够同时模拟过去40000年来两个半球海平面和冰动力学的变化

学分:麦吉尔大学 除了戈麦斯和米特罗维察,该项目的科学家团队还包括来自俄勒冈州立大学和德国波恩大学的研究人员

他们将冰盖和海平面模型与南极附近海底的沉积物核心样本结合起来,以验证他们的发现

他们聚焦的岩石被称为冰筏碎片,曾经嵌入南极冰盖内部

落下的冰山将它们带进了南大洋。在分析中,研究人员试图确定它们何时何地从冰盖中释放出来

他们还观察了过去海岸线的标记,以观察冰盖的边缘是如何后退的

戈麦斯从米特罗维察小组的GSAS学生开始就一直在研究冰盖

她在2010年领导了一项研究,该研究表明,冰盖的重力效应如此之强,以至于当冰盖融化时,所有进入海洋的融水产生的预期海平面上升将在附近地区得到平衡

戈麦斯指出,如果南极西部冰原上的所有冰都融化了,实际上可以将冰附近的海平面降低300英尺,但北半球的海平面上升幅度将远远超过预期

这篇论文通过询问气候系统中一个部分的冰盖融化是如何影响另一个部分的,进一步推进了这项研究

在这种情况下,研究人员观察了北半球曾经覆盖北美和北欧的冰盖

通过将海平面上升和冰盖融化的建模数据与冰河时期从南极洲断裂的冰山留下的碎片放在一起,研究人员模拟了在过去的40,000年里,两个半球的海平面和冰的动态是如何变化的

为了研究驱动南极冰盖变化的机制,研究人员查阅了广泛的地质记录,从南极洲附近海底的沉积物核心到陆地暴露和过去海岸线的记录

这张照片是2007年在苏格兰海的研究船马里恩·杜弗兰二号上拍摄的

信用:迈克尔·韦伯 研究人员能够解释过去20,000年间南极冰盖经历了被称为“融水脉冲”的快速融化阶段的几个不稳定时期

“事实上,根据他们的模型,如果不是因为这些快速退缩的时期,南极冰盖将比现在更加庞大,它覆盖了近1400万平方公里,重约2600万亿吨

根据主要由波恩大学的迈克尔·韦伯斯特收集的地质记录,研究人员证实了他们的模型预测的时间线,并发现南极洲的海平面变化和大量脱落与北半球的冰原融化相一致

这个数据让戈麦斯大吃一惊

最重要的是,它加深了她对这些冰冻系统的好奇心

“这些冰原确实是地球气候系统中动态的、令人兴奋的和有趣的部分

戈麦斯说:“想到覆盖整个大陆的几公里厚的冰是令人震惊的,这些冰在所有这些不同的时间尺度上演变,具有全球性的后果。”

“这只是为了更好地理解这些离我们如此遥远的巨大系统

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