新的研究表明,美國東海岸海平面上升的速度比過去至少2000年都要快。
研究結論指出,大約在1865年至1892年之間,海洋開始以平均每年2.1毫米的速度上升,並且至今沒有停止。目前海平面上升的速度約為每年3.2毫米。
賓夕法尼亞大學的海岸地質學家、共同作者本傑明·霍頓表示,這一趨勢是從北卡羅來納州鹽沼中採集的淤泥中得出的,是氣溫升高的直接後果。
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“我們可以看到與氣候相關的模式,”他說。“我們可以看到我們的假設,即隨著溫度升高,海平面也會升高。”
根據這項研究,反之亦然。研究表明,在過去至少1000年中,氣溫和海平面同步上升和下降。該研究結果將於本週在《美國國家科學院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)上線上發表。
俄勒岡州立大學的地質學家彼得·克拉克表示,這項新研究代表著“重大進展”,因為它將海平面上升的記錄追溯到兩千年前,為科學家提供了當前海平面上升的更好背景。
他在一封電子郵件中說:“瞭解過去的氣候(和海平面)非常重要,因為我們想知道它如何自然變化(即,當不存在可能的人類影響時),以便評估當前最近的變化是否異常。”
羅格斯大學的地質學家肯·米勒表示,新的論文“確鑿地證實”了當前的海平面上升在近期歷史上是前所未有的。他說,去年作者在政府間氣候變化專門委員會贊助的海平面上升研討會上展示這項工作時,受到了熱烈歡迎。
公元950年之前的穩定期
除了最近的海平面上升,霍頓團隊拼湊起來的記錄還顯示,從公元前100年到公元950年,海平面長期保持穩定。這標誌著一個溫暖時期的開始,該時期持續了大約四個世紀,在此期間,海平面每年上升0.6毫米。然後,海平面保持穩定或略有下降,直到19世紀後期,當時當前的海平面飆升開始。
霍頓說:“當氣溫像20世紀那樣真正飆升時,我們的海平面也隨之飆升。”
科學家們已經透過潮汐儀(20世紀初開始收集資料)和衛星(1992年開始追蹤海平面)的結合,對近期海平面上升進行了良好的測量。
為了進一步追溯時間,並將近期的情況置於背景之中,這項新研究的作者檢查了來自北卡羅來納州鹽沼的沉積物樣本。
霍頓說,這些沼澤是“理想的天然實驗室”,因為它們總是在緩慢下沉,並在潮汐衝入新沉積物時得到重建。這種穩定的淤泥積累會捕獲微小的生物,稱為有孔蟲、植物物質和其他物質,這些物質構成了海平面上升的自然記錄。
科學家們透過繪製10個北卡羅來納州沼澤地點的不同有孔蟲物種(或“有孔蟲”)的分佈圖,開始解讀該記錄。
沼澤通常是幾種有孔蟲物種的家園,每種有孔蟲物種都偏好略有不同的條件。有些在不經常被海洋潮汐淹沒的區域中發現的相對淡水中茁壯成長,而另一些則尋求更鹹的水。
瞭解哪些有孔蟲物種在經常被鹽水淹沒的區域中被發現,哪些沒有,這使科學家能夠構建一個模型,他們使用該模型來分析來自兩個沼澤的沉積物巖芯,並估計隨時間推移的海平面上升。
回溯兩千年前意味著收集3至4米長的巖芯。提取有關海平面的資訊需要將這些巖芯切割成1釐米厚的塊,並分析在這些塊中發現的有孔蟲化石。
使用豚草和核沉降物測定沉積物年代
研究人員透過碳年代測定法確定每個塊的年齡,這是可能的,因為沉積物富含分解的植物物質。他們透過檢查塊中豚草花粉(定居者於1720年引入該地區)和1950年代原子彈試驗產生的銫和鉛沉降物的最初跡象,進一步完善了這些估計。
最後,霍頓的團隊從他們從沉積物樣本中重建的海平面上升模式中減去了每年的沉降率。這為他們留下了由氣候變化引起的海平面記錄。
霍頓說,這項技術並不新鮮,但這項新研究標誌著從沉積物樣本中產生的最長連續記錄。
他說,對過去的這種理解將有助於科學家改進他們對未來海平面上升的模型,透過允許他們測試模型模擬已知過去條件的能力——一種稱為“後報”的技術。
霍頓說:“如果你調整一個模型只針對20世紀的資料,你所擁有的只是海平面上升。” “當它只是單向的時,很難調整模型。”
不過,米勒警告說,這並不意味著鹽沼資料中明顯的氣溫和海平面上升之間的確切關係將在未來氣候變化加速的情況下保持不變。
他說,驅動世界冰蓋行為的過程可能在強度或型別上與過去驅動融化的過程不同。
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