地球科学家们建立了一项新的气候记录,揭示了南极洲早期冰河时代的情况,表明南极冰盖的融化速度比之前理解的要快。
在一项开创性的研究中,莱斯特大学和南安普顿大学的地球科学家们发现了超过2000万年前南极冰盖突然融化事件的证据。
该研究在自然通讯期刊上发表,突出了我们星球早期冰河时代对地球围绕太阳轨道变化的敏感性。它表明南极冰盖可能比之前假设的更不稳定。
这项研究还提供了对南极可能如何应对未来格林兰冰盖因持续排放而融化的见解。
历史记录表明南极冰盖的规模随着时间的推移出现波动,类似于心跳。目前来自不同地区的海洋记录显示早期南极冰河时代演变的“节奏”各异。这一差异令人困惑,因为南极冰盖扩张和收缩的气候影响在各大洋中应该是一致的,就像你的手臂和腿不应该有不同的脉搏率一样。
这些节奏受到地球围绕太阳的轨道形状在数十万到数百万年的长时间尺度上的影响。当轨道更为偏心时,距离太阳在一年中变化显著,接近时受到更多热量的照射,而远离时则较少。这种额外的热量会导致冰盖的快速融化,而更圆的轨道则意味着更大的稳定性和更少的融化。
这项由英国研究与创新/自然环境研究委员会和德国科学基金会(DFG)支持的研究,集中在2800万到2000万年前地球温暖于今天的时间段,当时只有南极冰盖存在。该研究使用了通过综合海洋钻探计划(IODP)探险收集的地质岩心数据,建立了一项新的基准气候记录,帮助科学家优化他们的气候模型以重建过去的气候变化。这一历史理解对预测南极冰盖融化的未来影响至关重要。
莱斯特大学的首席作者兼研究者蒂姆·范·皮尔博士评论道:“我们的发现表明南极冰盖比之前认为的更脆弱。我们展示了早期南极冰盖对地球轨道和轴向变化的敏感性。”
“历史气候变化迅速结束了一些早期南极冰河时代,导致了显著的融化。然而,‘迅速’应按地质时间尺度考虑,而非我们对于当前气候变化所期望的快速。”
“我们不能假设当今的南极冰盖是稳定的。如果温室气体排放继续保持,目前我们可能会看到南极冰盖的显著融化。通过减少排放应对气候变化对于避免触及威胁南极冰盖稳定性的临界点至关重要。”
该研究检查了2012年在西北大西洋进行的IODP探险期间采集的地质样本。这些岩心中的化石微生物通过它们外壳中所含的氧同位素反映了海洋化学条件。通过分析氧同位素比率,研究人员可以确定冰盖增长或缩小的时期,基于岩心样本的深度创建时间线。
南安普顿大学的首席研究员保罗·威尔逊教授指出:“有趣的是,通过对深海微小化石外壳进行简单的化学分析,我们可以监测南极冰盖的状态。惊人的是,我们可以追溯到数千万年前的地质时间。这一地球科学使我们能够回顾过去,并不断揭示可以为我们未来提供信息的见解。”
IODP是一个由21个国家资助的国际海洋研究倡议,致力于调查记录在海底沉积物和岩石中的地球历史与动态,同时研究海底下环境。利用多种平台——这是IODP的独特之处——科学家们研究深层生物圈、海洋变化、过程、影响和固体地球循环。这项具体研究结合了在342航次期间收集的样本,代表了来自全球团队的多年协作努力,主要来自英国和德国。