一项新的研究表明,尽管不是即时重演,但西南极洲的松岛冰川是该大陆变化最快的冰流之一,它似乎正在重现8000年前的历史,因为它正在融化。
松岛冰川的融化占南极洲总冰损失的25%。科学家认为,未来几十年内,冰川的缩小可能会导致全球海平面上升高达0.4英寸(10毫米)。自 20 世纪 90 年代以来,松岛冰川每年变薄约 5 英尺(1.6 米),其流入海洋的速度也有所加快。冰川的接地线,即它从陆地脱离成为漂浮冰的点,每年也后退超过 0.6 英里(1 公里)。
科学家今天(2 月 20 日)在《科学》杂志上报道说,根据对冰川缩小后留下的岩石的分析,大约在 8000 年前也发生了同样的快速变薄。研究人员收集了漂砾——冰川消退后留下的巨石——并确定它们暴露在表面上的时间,而不是被冰或沉积物覆盖的时间。
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该研究报告称,岩石记录的历史表明,大约 8000 年前,松岛冰川的表面开始以每年 3.3 英尺(1 米)的速度下降。在那次古老的融化事件中,冰川总共变薄了至少 325 英尺(100 米)。[照片:南极洲的松岛冰川]
“我们的结果表明,快速变薄持续了至少 25 年,而且很可能持续了更长时间——可能是几个世纪,”该研究的主要作者、英国南极调查局的地质学家乔安妮·约翰逊说。“我们的研究表明,即使对系统进行小小的推动也可能导致戏剧性的、长期的反应,因此我们有证据表明,我们可以预期当今的变化将持续数十年,甚至数个世纪,”约翰逊告诉《生命科学》。
宇宙岩石
约翰逊和她的合著者从西南极洲的两个努纳塔克(被冰包围的山脊)中采集了岩石。这些山脊远离南极研究站,只能通过空运到达——在这种情况下,是来自破冰船 R/V Polarstern 的直升机。
约翰逊数了岩石中铍-10的同位素,以确定它们在表面的时间。(同位素是具有不同中子数的相同元素的原子。)地球表面的岩石受到来自外太空的宇宙射线的轰击,以稳定的速率产生铍-10同位素。
约翰逊说:“我们从岩石样本中检测到的变薄速率与卫星检测到的当代速率相当。”
松岛冰川冰消失的可能原因在过去和现在都是一样的:温暖的海水融化了冰架,就像一个支撑物一样阻挡着冰川。冰架是漂浮在水面上的冰川部分。现代冰架的崩塌表明,当这些“水坝”消失时,冰川会变薄、加速和退缩,例如在 2002 年拉森 B 冰架戏剧性地崩解之后。松岛冰川的冰架在 2013 年产生了一座巨大的冰山,这是其自然断裂周期的一部分。[视频:南极洲的松岛冰川正在裂开]
在松岛冰川大约 8000 年前开始收缩之前,阿蒙森海湾有一个大型冰架。(海湾是南极海岸线的一个凹陷,是西南极洲三大主要冰川排水系统的终点线。)海洋沉积物岩芯和海底成像表明,大约在 10,600 年前,当温暖的海水从下方融化它时,这个冰架开始崩塌。
研究表明,今天的情况也是如此,温暖的洋流正在融化南极冰架的底部。
过去预测现在
这项新发现提供了关于松岛冰川表面变薄历史的第一个详细观察,为过去的冰盖行为提供了有价值的信息,华盛顿州塔科马太平洋路德大学的冰川地质学家克莱尔·托德说,她没有参与这项研究。
“这些结果似乎捕捉到了一个重要的冰川事件,”托德告诉《生命科学》。“随着科学家们考虑冰盖未来的动态反应,这些变化对于理解尤为重要。”
约翰逊说,了解松岛冰川过去的变化将有助于冰盖建模者更好地预测南极洲将如何应对未来的气候变化,并深入了解是什么驱动了这些变化。
约翰逊说:“我们需要关于真实过去事件的数据,以便为最近的变化提供长期背景。”“了解松岛冰川过去的行为可以让我们更好地了解它未来可能如何表现。”
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