格陵蘭島曾經幾乎失去了所有的冰——並且可能會再次發生

兩項研究闡明瞭北部冰蓋在數百萬年間如何消長

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格陵蘭島基岩中埋藏的證據表明,在過去260萬年中,該島巨大的冰蓋至少融化過一次,幾乎完全融化。這表明格陵蘭島的冰可能沒有以前認為的那麼穩定。

“我們的研究將格陵蘭島重新放回瀕危冰蓋地圖上,” 約爾格·謝弗說,他是紐約州帕利塞德斯市拉蒙特-多爾蒂地球觀測站的古氣候學家,也是12月7日發表在《自然》雜誌上的一篇論文的合著者。

同一期雜誌的第二篇論文對冰蓋過去的穩定性描繪了略有不同的看法。由佛蒙特大學伯靈頓分校的地貌學家保羅·比爾曼領導的一個小組發現,在過去的750萬年中,冰一直覆蓋著格陵蘭島東部。專家表示,這兩篇論文不一定相互矛盾:有時,格陵蘭島幾乎所有的冰都可能融化了(正如謝弗的團隊所見),而冰霜覆蓋層仍然留在東部高地(正如比爾曼的團隊所見)。


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如果格陵蘭島的所有冰都融化了,海平面將上升七米。模型表明,格陵蘭島最早可能在2500年後就會變得無冰,這取決於大氣中溫室氣體的濃度。

最新的論文增加了人們對格陵蘭島的冰在數百萬年間如何移動的日益增長的理解。這兩項研究都使用了鈹和鋁的放射性同位素來估計該島基岩暴露於大氣中的時間——當宇宙射線撞擊岩石時,它們會產生放射性核素,如鈹-10和鋁-26。透過計算最頂層岩石中的這些放射性核素,研究人員可以估計表面暴露於宇宙射線的時間——也就是說,沒有被厚厚的冰層遮蔽。

謝弗的團隊分析了從為GISP2冰芯鑽孔的最底部採集的基岩,該冰芯於1993年在格陵蘭島中部完成。“我們只是問地表,‘你有沒有無冰過?’”謝弗說。“它清楚地告訴我們,‘我曾經無冰過。’”

隱藏的歷史

由於放射性核素的歷史可以用不同的方式解釋,研究人員無法確切地說出基岩何時暴露,或者暴露了多長時間。“這是一個很大的缺點,” 俄勒岡州立大學科瓦利斯分校的古氣候學家安德斯·卡爾森說,他研究過格陵蘭島南部的冰蓋歷史。“如果他們能夠獲得無冰的時間,那將非常酷。”謝弗說,一種可能性是格陵蘭島無冰至少28萬年,從110多萬年前開始。

第二項研究表明,大部分冰蓋在過去的750萬年中都存在。比爾曼和他的同事研究了格陵蘭島東海岸附近海洋沉積物中的放射性核素,這些核素是冰川磨過下方基岩時沖刷下來的。比爾曼的團隊使用類似的方法來確定暴露年齡,得出的結論是,冰川在整個時期都在侵蝕格陵蘭島東部。模型模擬顯示,如果冰蓋縮小到目前範圍的5-10%左右,它將使GISP2位置裸露,同時仍然覆蓋格陵蘭島東部的部分地區。

丹麥哥本哈根大學的古氣候學家多特·達爾-詹森說,這兩項研究都與格陵蘭島擁有一個大約在110萬年前長到全尺寸的冰蓋相符,她研究了格陵蘭島的冰如何在13萬至11.5萬年前的溫暖時期持續存在。

比爾曼將這兩篇論文比作盲人摸象的寓言。“他們摸到了象牙的尖端,而我們摸到了象的巨大側腹,”他說。“它們可以真正地相互補充。”

新澤西州普林斯頓大學的地質學家邁克爾·本德說,正在開發中的一種新型快速訪問冰鑽可以透過提供更多來自冰蓋底部的樣本來加速發現。今年早些時候,他和他的同事報告說,另一個格陵蘭島冰芯(稱為GRIP)底部的冰至少有100萬年的歷史。這也支援了格陵蘭島的冰在過去至少一百萬年裡一直穩定的觀點。

本文經許可轉載,並於2016年12月7日首次發表

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