
南极洲 图片来源:原文
目前,南极洲发生的惊人事件正比以往任何时候都更加频繁;冰面正在融化,浮冰架正在崩塌,冰川正在加速流入海洋。
南极洲将成为未来海平面上升的最大来源。然而,科学家们并不知道随着气候变暖,冰川融化将如何展开。我们的最新研究着眼于南极冰盖在过去一万年中是如何前进和后退的。研究结果不仅为南极的未来敲响了警钟,同时让我们看到尚存的一丝希望。
当前的不平衡状态
未来,海平面上升是气候变化带来的最重大的挑战之一,其将对全球沿海地区产生经济、环境和社会影响。虽然这似乎是一个遥远的问题,但南极洲的变化可能很快就会以海平面上升的形式出现在我们身边。
南极冰盖是世界上最大的冰盖。它覆盖在坚实的大陆表面,厚度可深达几公里。冰盖还覆盖了它下面的整个山脉。冰盖具有流动性,其可从南极内陆“流向”周围的海洋。作为一个整体,冰盖本身仍然是一个固体块,但随着冰晶的移动,它的形状会慢慢变形。当冰盖向外流动时,降雪的沉积可以补充其质量。这个循环理应保持系统的平衡,即冰盖每年向海洋流失的冰量与冰盖从降雪中积累的冰量相当。
然而,卫星观测显示,冰盖目前并不处于平衡状态。在过去40年里,南极冰盖失去的冰比获得的多,由此带来的结果是全球海平面上升。但是,我们只有过去40年的观测数据,限制了我们对冰盖在更长时间内如何应对气候变化的认识。我们想回顾冰川在更早的时间里的情况,例如在卫星观测之前,甚至在第一批极地探险家到达南极之前。为此,我们需要“自然档案”。
南极洲的过去
我们收集了各种“自然档案”,以揭示南极冰盖在过去一万年左右的变化情况,这些“自然档案”包括:
(1)从偏远的南极洲内陆收集的冰核,可以向我们展示过去的积雪情况。
(2)从裸露的山峰上收集的岩石,揭示了冰盖是如何随时间变厚或变薄的。
(3)从海底收集的沉积物岩芯,揭示了冰盖边缘(陆地冰的边缘与海洋交汇处)是如何前进和后退的。
(4)湖泥和古老海滩,揭示了海岸线是如何随着冰盖的增加或减少而变化的。
当我们开始研究时,我不知道会发现什么。毕竟,长期以来,南极洲在这段时间的变化都被认为是相当模糊的,冰缘只有很小的变化。
然而,我们还是逐一研究了许多不同的“自然档案”。这个工作感觉就像在拼一个1000块的拼图,它充满了不规则形状的碎片,且似乎没有直边。但是,一旦我们把它们拼到一起,碎片就彼此连接起来了,画面也清晰了。
最引人注目的时期是在大约一万到五千年前,南极洲所有地区都发生了冰川消融。这导致全球海平面上升了数米。然而,在接下来的5000年里,南极洲部分地区冰量增加,导致全球海平面下降,冰盖边缘向外扩张到如今的位置。

冰量减少和增加的过程是由多种因素驱动的。图片来源:原文
一个警告
了解南极冰盖是如何以及为什么以这种方式变化,为未来提供了经验教训。
第一个经验更像是一个警告。在一万年到五千年前这段时期,冰量损失是迅速的,其速度与今天南极冰盖变化最剧烈的部分相似。我们认为,这可能是温暖的海水融化浮冰架底部的结果,因为最近几十年也发生了类似的情况。这些冰架阻挡了陆地上的冰流动,因此一旦它们融化,陆地上的冰就会更快地流入海洋。

浮冰 图片来源:pixabay
据预测,随着未来冰盖退缩到海平面以下的盆地,冰的流失将加速。在南极洲的一些地区,冰的加速流失可能已经开始了。根据过去发生的情况,由此产生的冰损失可能会持续几个世纪。
冰量回升
我们研究显示的第二个经验可能会带来一些希望。大约5000年前,冰盖边缘在大多数地方停止了后退,而在一些地区甚至开始了前进。对此,一种可能的解释是其与前一阶段的冰损失有关。
在冰开始融化之前,南极冰盖的质量要大得多,其重量可压下大陆地壳(位于熔融的内部之上的部分)。当冰盖融化并变轻时,它下面的陆地就会升高,有效地将冰“拖出”海洋。
另一种可能的解释是气候变化。在南极洲的海岸边缘,在冰盖再次开始前进的时候,海洋可能暂时从温暖的海水转变为较冷的海水。与此同时,更多的冰雪积累在冰盖顶部。
我们的研究支持这样一种观点,即南极冰盖正失去更多的冰,使海平面升高,特别是在海洋继续变暖的情况下。研究还表明,大陆的上升和降雪的增加有可能减缓或抵消冰的损失。然而,这种影响并不确定。过去永远不可能是对未来的完美参考。考虑到地球现在变暖的速度比当时更快,我们必须谨慎行事。
撰文:Richard Selwyn Jones,澳大利亚莫纳什大学研究员。
翻译:彭容
审校:曾小欢
引进来源:Theconversation

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