海洋可能以突发形式上升

德克萨斯州附近的珊瑚化石表明,过去海平面在短短几十年内上升了几米,可能是由于冰川崩塌

海平面上升的威胁仍然是全球对气候变化最主要的担忧之一,科学家们仍在改进他们对世界海洋可能上升多少以及上升速度的预测。为了帮助回答有关未来的这些问题,一些研究人员正在研究过去。

一项新的研究提供了迄今为止最详细的关于世界上次主要升温时期(10,000多年前)海平面上升模式的观察。这项昨天发表在《自然·通讯》杂志上的研究表明,在此期间,水位上升迅速,呈间断的突发形式,而不是随着时间的推移逐渐上升。这很可能是由世界冰川崩塌时融水的非均匀脉冲驱动的。

研究人员认为,这些过去的事件可以被视为未来的一种“类比”——对未来气候变化下可能发生的事件的警告。


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莱斯大学海洋地质学教授,也是该研究的作者之一安德烈·德罗克斯勒在接受 E&E 新闻采访时承认:“情况并不完全相同。” 目前的升温并非由自然过程驱动,而是由大规模燃烧化石燃料产生的碳排放驱动,这在地球历史上是前所未有的事件。

但研究人员认为,数千年前冰盖的崩塌与未来世界冰盖的不稳定之间可能存在相似之处。

德罗克斯勒说:“我们仍然有大量的冰量可以融化。” “我们知道格陵兰冰盖正在融化,西南极冰盖正在融化。所以我认为我们的研究,在这个全球变暖已确立的时期,可以成为我们现在生活和未来几个世纪将要生活的地方的一个很好的类比。”

为了回顾如此久远的过去,研究人员转向了一个令人惊讶的信息来源:位于德克萨斯州海岸附近的珊瑚化石礁。

该地区以其美丽的活珊瑚礁而闻名,包括花园河岸国家海洋保护区。但研究人员感兴趣的珊瑚已经死亡超过 10,000 年,被淹没,现在淹没在水面以下近 200 英尺处。

珊瑚化石可以包含关于古代世界的各种有用的科学信息。对其保存完好的身体进行采样可以获得过去温度和海洋化学的数据——而且由于许多珊瑚物种只能在特定深度生长,通常靠近水面,因此它们的遗骸位置可以告诉科学家那里过去的水位。

考虑到这一点,德罗克斯勒和包括主要研究作者,莱斯大学博士候选人潘卡杰·卡纳在内的一组同事,乘坐施密特海洋研究所的研究船“福尔克”号前往该地点进行调查。他们使用一种特殊的声纳系统创建了海底死亡珊瑚礁的高分辨率 3D 地图——在此过程中,他们发现了一种有趣的模式。

化石礁沿着海底排列成一系列六个阶梯状的架子或阶地——这是过去海平面上升的经典信号。随着水位上升,珊瑚必须向后退到后退的海岸线,以便保持足够靠近水面才能生存。在这个过程中,它们产生一种骨骼状的垂直架子,然后生长以填充其后更靠近海岸线的空间。这形成了一个珊瑚阶地。它们在那里停留,直到下一个海平面快速上升时期,届时它们会产生另一个架子并再次向后移动。

下一步是弄清楚阶地的年龄。为此,研究人员将阶地深度与全球海平面曲线进行了匹配,这是一种对整个地质历史中海平面变化的总体估计。

结果表明,这些阶地出现在 12,000 年到 14,000 年前之间,在海平面上升速度最终超过它们并导致它们死亡之前。这个时间与上一个冰河时代结束后的变暖时期相吻合,当时来自世界冰川的大量冰融化并倾泻入海。

科学家们已经知道这是一个以海平面显著上升为标志的时期。但阶地的存在首次表明,这个过程不是渐进的,而是以急剧、突然的突发形式发生的。事实上,阶地表明,在此期间,海平面上升数米可能发生在短短几十年内。

该研究的主要作者卡纳说:“这项研究很重要,因为人们以前没有想到过,在变暖的世界中,这种小规模事件会如此普遍。”

研究人员怀疑,这些海平面上升的激增是由来自不稳定冰川的融水脉冲驱动的。因此,他们将自己的估计与格陵兰岛古代气候的现有记录进行了比较,该记录是使用来自冰盖的冰芯样本创建的。

即使在冰河时代结束和地球变暖时,古代气候仍然经历了温度波动——研究人员发现,除了一个阶地外,所有阶地都与温暖时期相对应,而温暖时期可能伴随着融水突然涌入海洋。

德罗克斯勒承认:“这一个例外可能是因为我们的时间安排不完美。” 未来,科学家们希望他们能够进行另一次考察,从死亡珊瑚中钻取实物样本,这将有助于他们为每个阶地提出更精确的日期。

与此同时,佛罗里达大学地质学教授兼古气候专家安德里亚·达顿(未参与这项新研究)表示,这些结论代表了“一种有趣的新想法”。

她说:“我们早就知道,在上一个冰河时代和现在之间的冰消期,至少发生过一次非常快速的海平面上升脉冲——我们早就知道,海平面会随着与冰盖动态相关的突然跳跃而上升。” “这里的新颖之处在于,你可以有一堆非常接近的小脉冲,这就是他们提出的新想法。”

这个想法可能对地球变暖的未来产生巨大的影响。科学家们仍在研究影响世界当前冰盖融化的物理过程,并且对于它们可能以何种方式以及多快地对未来变暖做出反应,仍然存在很大的不确定性。但是,过去发生过许多快速的海平面上升突发事件,并且可能再次发生,这一想法可能对沿海社区规划未来至关重要。

目前,科学家们越来越重视对格陵兰岛和南极冰盖的研究,以更好地了解影响冰川融化的物理过程。正如达顿指出的那样,在上一个冰河时代末期导致海平面上升的大部分冰——其中大部分存在于中纬度地区——现在已经完全融化,目前尚不清楚世界剩余的冰盖是否会以相同的方式对人为造成的气候变化做出反应。

她说:“虽然我们不确定,但这开启了这种可能性,即随着冰盖快速退缩,它们可能会以逐步的方式退缩。” “但目前尚不清楚这两个冰盖之间的机制是否完全相同,这是有待确定的。”

转载自 Climatewire,经 E&E News 许可。E&E 在www.eenews.net提供每日重要的能源和环境新闻报道。

Chelsea Harvey covers climate science for Climatewire. She tracks the big questions being asked by researchers and explains what's known, and what needs to be, about global temperatures. Chelsea began writing about climate science in 2014. Her work has appeared in The Washington Post, Popular Science, Men's Journal and others.

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