氣候變化使南極洲隕石更難尋覓

隨著氣候變化導致極地變暖,珍貴的南極隕石將融化下沉,超出科學家的探測範圍

Daytime photograph of an ice field in Antarctica where dark colored meteorites strongly contrast visually against the bright blue-ish white ice surface

2015年12月19日,南極洲米勒山脈藍色冰原上的冰磧中散落著隕石。

NASA 照片/Alamy Stock Photo

氣候變化對地球產生了有害影響,從大氣到冰蓋,從藻類到大象,無所不及。但即使是來自太空的岩石也無法倖免於與天氣變暖相關的劇變。

隕石是其他世界的碎片,它們在呼嘯穿過地球大氣層後倖存下來,最終變成暗淡、燒焦的黑色岩石。幾十年來,行星科學家一直利用隕石來更好地瞭解它們來自的遙遠地方,而南極洲一直是特別有價值的來源,提供了迄今為止收集到的隕石的 60% 以上。但根據 4 月 8 日發表在《自然·氣候變化》雜誌上的研究,這種饋贈可能正在消失。在研究中,科學家估計,我們已經以快於收集速度的速度失去南極隕石,並且隨著地球持續變暖,損失速度將會加快,岩石將沉入冰蓋深處,超出科學家的探測範圍。

儘管科學家迄今已收集到約 80,000 顆隕石,但無法預知哪些隕石會揭示新的資訊。“通常,每個季度帶回的一些隕石都是我們從未見過的,”位於華盛頓特區國家自然歷史博物館的南極隕石收藏館的地質學家和館長卡里·科里根說,她對這篇新論文進行了同行評審,但沒有直接參與這項研究。“每一塊隕石都像是拼圖遊戲中的一塊,幫助我們瞭解整個太陽系是如何形成的。”


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這些太陽系碎屑會落在地球上的任何地方,但大多數隕石都會丟失——它們墜入海洋或立即與地球岩石融為一體。相比之下,在南極洲,深色的太空岩石在荒涼的地形中顯得格外突出。此外,冰川在大陸上緩慢流動,將太空岩石集中在特定的區域,這些區域已成為科學家的寶庫。

“隕石可以落在冰蓋上的任何地方,”布魯塞爾自由大學 (ULB) 冰川學博士候選人兼新研究的合著者維羅妮卡·托勒納爾說。“它們嵌入冰中,並隨著冰川一起流動,但是當存在障礙物時,冰流會被重定向到地表。” 這種現象對科學家很有用,因為它將太空岩石集中在特定的位置。在大陸的某些區域,凜冽的寒風從上方侵蝕冰層,露出冰層中的隕石和其他物質,這些岩石可以在那裡存在數千年。科學家將這些地點稱為“藍冰”,因為它們的顏色是藍色的。這兩個過程使隕石的搜尋變得容易;即便如此,科學家們估計還有數十萬顆太空岩石仍在南極洲的冰層中等待被發現

但隨著世界變暖,這些南極隕石的動態正在發生變化。就像晴天下的黑色 T 恤一樣,南極洲表面的隕石會吸收熱量,然後將熱量輻射到周圍的冰層中。當氣溫足夠低時,額外的熱量不會產生太大影響——但隨著氣候變化導致極地變暖,隕石帶來的額外幾度熱量將更頻繁地足以融化周圍和下方的冰,將岩石送入冰蓋深處,超出科學家的探測範圍。

“通常,一旦[隕石]被帶到地表,它就需要努力留在地表,”研究合著者、布魯塞爾自由大學 (VLB) 和蘇黎世聯邦理工學院 (ETH Zurich) 的冰川學家哈里·澤科拉里說。“我們看到,在零下 10 攝氏度 [華氏 14 度] 左右存在一個神奇的閾值。” 當溫度低於該溫度時,冰層可以存留;任何更高的溫度都會導致隕石開始消失——即使在今天也是如此。“我們每年發現大約 1,000 顆隕石,但我們失去的數量是發現數量的五倍,”澤科拉里說。

托勒納爾、澤科拉里及其同事使用機器學習來識別南極洲剩餘的隕石寶藏可能位於何處,然後預測不同的變暖情景將如何影響每個地點。

他們的分析表明,到 2050 年,南極洲約四分之一的隕石將丟失,而在最糟糕的變暖預測下,到 2100 年,高達四分之三的隕石將無法觸及。澤科拉里說,總體而言,平均氣溫每升高十分之一攝氏度,就會有 1% 或 2% 的隕石消失。科里根指出,從歷史上看,南極洲內部的降雪量並不大,但氣候變化導致降雪量增加,這也會掩蓋隕石,進一步減少科學家可以收集的樣本量,超出分析結果的預測。

隕石的丟失對試圖瞭解太陽系的科學家產生了實際影響。科里根說,前往南極洲的考察具有挑戰性,但不如將宇航員送往月球或將機器人航天器送去捕捉小行星碎片那麼具有挑戰性。“這有點像窮人的樣本返回任務,儘管它仍然需要花錢。”

梅根·巴特爾斯 是一位常駐紐約市的科學記者。她於 2023 年加入大眾科學,現在是那裡的高階新聞記者。此前,她曾在 Space.com 擔任作家和編輯四年多,並在Newsweek 擔任科學記者近一年,專注於太空和地球科學。她的作品也曾出現在 Audubon、Nautilus、AstronomySmithsonian 等出版物上。她畢業於喬治城大學,並在紐約大學科學、健康與環境報道專案獲得了新聞學碩士學位。

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