物理科技生物学-PHYICA

过去冰川的幽灵暗示着未来掌控星辰的气候挑战

地球 2022-06-06 00:00:07

作者林赛·基,哥伦比亚大学地球研究所 2017年,拉蒙特研究教授迈克·卡普兰在巴塔哥尼亚野外考察时穿过一条小溪

信用:贡萨洛朋友 为了预测未来冰川将如何应对气候变化,科学家们首先需要了解它们过去是如何应对的

哥伦比亚大学拉蒙特-多尔蒂地球观测站宇宙成因核素实验室的一组科学家通过研究从巴塔哥尼亚到北极的世界各地的地质遗迹来迎接这一挑战

在宇宙成因核素实验室工作的拉蒙特研究教授迈克·卡普兰说,该小组正在研究的最有趣的问题之一是,不同纬度和半球的冰川是否在相同的时间膨胀和收缩

卡普兰说,在人类影响之前,有强有力的迹象表明,影响南半球冰川的气候模式与北半球的不一致,理解这一点有助于预测现代气候变化的影响

重建过去 研究发生在11000多年前的冰川退缩可能很棘手

为此,研究小组使用了一种叫做宇宙起源年代测定的方法

为了让这种方法发挥作用,科学家们必须首先确定一个保存完好的岩石或沉积物群,它们是由一个被称为冰碛的不断缩小的冰川留下的

然后,科学家们将冰碛中的巨石切片带回实验室,在那里可以分析铍-10的存在,铍-10是一种同位素,由地球大气中的宇宙射线形成

团队成员从冰川收缩留下的一块巨石上移除碎片

回到拉蒙特的实验室,他们可以测量样品中铍-10的水平,以确定它是在多长时间前沉积的

信用:迈克·卡普兰 计算岩石表面铍-10的原子有助于科学家准确地确定岩石暴露在大气中的时间,或者它是多久前被冰覆盖的

这有助于创建冰川扩张和退缩的时间表,并最终揭示气候是如何随时间变化的

在过去的10年里,宇宙成因核素实验室的研究人员使用宇宙成因年代测定法记录了超过五大洲的冰川幽灵,包括欧洲、南美、南极洲、澳大利亚和北美

“我们关于地球温度变化的大部分知识来自南极洲和格陵兰岛的冰芯,”领导该实验室的气候地球科学家乔尔格·谢弗说

“但它们都处于非常极端的位置——它们都是两极的

在这两者之间,很难找到可靠、准确的温度计,山地冰川基本上填补了这一空白

" 在过去的几年里,该小组绘制了巴塔哥尼亚南部麦哲伦海峡附近的巴塔哥尼亚冰原冰川遗迹

在那里,由研究生卡莉·珀耳帖领导的研究发现了证据,证明在最后一个冰川时期,麦哲伦冰瓣的位置比先前报道的要向东65公里,为古气候重建提供了重要的新数据

从这个最大冰川位置的退缩在25,000年前开始缓慢,冰继续反复稳定,直到大约18,000年前,随后是快速、不可逆的退缩

到16000年前,巴塔哥尼亚冰原在南美洲最南端或多或少已经消失了

在国家科学基金会的支持下,该团队最近于2019年11月回到南美洲,这次是为了研究和比较过去11000年来安第斯山脉中部更多的历史冰川退缩

这个想法是为了确定不同纬度的冰川在同一时期是否经历了相似的扩张和退缩

在最新的研究中,卡普兰和三名智利同事骑马旅行了近两天,对安第斯山脉中部的一个偏远地点进行了采样

在那里,他们收集了超过35个冰碛样本带回实验室,在那里他们将分析它们的化学成分,并与实验室小组近年来在智利安第斯山脉南部采集的样本进行比较

由于实验室关闭和分阶段重新开放,新冠肺炎推迟了对最新样本的分析,但卡普兰希望很快开始

卡普兰说:“有了这个项目,我们将在南美洲稍微向北移动,看看我们在过去10年或15年(我们小组的研究)看到的相同模式和变化是否会随着你向北移动而继续。”

“我们试图了解的一件事是,在人类影响气候系统之前,是什么导致了自然意义上的冰川变化

" 2019年11月,该团队骑马从安第斯山脉中部的冰川冰碛中采集样本

信用:迈克·卡普兰 描绘未来 根据卡普兰和谢弗的说法,在过去的几十年里,人类活动对气候变化以及最终对冰川退缩的影响是不可否认的

砍伐森林、燃烧煤炭和其他化石燃料等活动导致进入大气层的二氧化碳增加,二氧化碳像围巾一样包围着地球,导致全球气温稳步上升

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