冰芯揭示氣候變化的速度

格陵蘭島冰芯中儲存的記錄表明,天氣模式可以在短短一年內發生永久性轉變

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大約 14,700 年前,給格陵蘭島帶來降雪的天氣模式在一年之間發生了轉變——這種突變模式在 12,900 年前和 11,700 年前再次出現,當時地球的氣候變成了今天我們所享受的氣候——這是根據從北部島嶼採集的冰芯中儲存的記錄得出的。這些快速變化——從變暖到變冷再到變暖的轉變——在沒有溫室氣體變化的情況下,可能預示著我們未來會發生突發的、災難性的氣候變化。

哥本哈根大學冰雪與氣候中心的冰川學家蘇恩·奧蘭德·拉斯穆森說:“造成這些突變氣候變化的原因是環流變化,而且這些變化或多或少是一年之間發生的。”他是分析從冰蓋下 10,000 英尺(3,085 米)深處提取的冰管年度資料的團隊成員之一,這些冰管由北格陵蘭冰芯專案(一個鑽探考察隊)收集。

研究人員觀察了冰芯中的三個變數:灰塵量、氫的種類和冰中氧的種類。研究小組在《科學》雜誌上報告說,從每年的灰塵量來看,大約在這些轉變開始時,從亞洲沙漠(格陵蘭島上沉降的灰塵來自那裡)一路到達格陵蘭島的砂礫減少了。

拉斯穆森說:“如果灰塵中的情況開始首先發生變化,那麼我們正在尋找格陵蘭島以外的[氣候變化]觸發因素。”“那可能是季風變化,”因為亞洲不同的降雨模式會影響大氣中的灰塵水平。

大約在灰塵水平發生變化的五年後,冰中蘊藏的重氫水平表明,天氣模式正在發生變化,並推動了格陵蘭島的降水,而這些降水來自與此前島上降雨來源不同的海洋區域蒸發的水。這種變化在短短一年內就發生了。同樣參與這項研究的哥本哈根大學冰川學家多爾特·達爾-延森說:“在冰川時期,突然的變暖表明大氣環流逐年發生變化。”

在這種突然轉變之後,在隨後的幾十年裡發生了高達 20 華氏度(10 攝氏度)的變暖,這種變化最終導致了至少 33 英尺(10 米)的海平面上升,因為格陵蘭島上的冰融化了。

根據本週《科學》雜誌上的另一篇論文,格陵蘭島可以快速變化,甚至名副其實。來自海洋的沉積物巖芯顯示,早在 125,000 年前,格陵蘭島上就生長著雲杉甚至蕨類森林。這意味著格陵蘭島的冰蓋——如果全部融化,可能會導致高達 75 英尺(23 米)的海平面上升——的生長和縮小頻率遠高於此前所知。

研究報告的合著者,蒙特利爾魁北克大學的地球化學家克勞德·希萊爾-馬塞爾說:“這些發現引發的問題是:為什麼格陵蘭島冰蓋在如此低的緯度下,在目前的間冰期[時期]一直保持如此穩定?鑑於格陵蘭島冰過去的不穩定性和對溫度的敏感性,人們對其在全球變暖壓力下的未來感到嚴重擔憂。”

要理解這種威脅,可能需要透過冰層追溯到更久遠的過去,回到 13 萬年前的最後一個溫暖時期——埃米安時期——當時整個格陵蘭島的溫度要高出 9 華氏度(5 攝氏度)。一個名為 NEEM(北格陵蘭埃米安冰鑽計劃)的冰芯,可以解決這個問題,目前正在作為正在進行的國際極地年的一部分進行提取。拉斯穆森指出:“環流變化發生在幾年內。溫度變化發生在幾十年內。我們越是強迫一個系統,我們就越有可能得到某種劇烈的反應。”

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