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原文地址:http://news.sciencemag.org/sciencenow/2013/07/east-antarcticas-ice-sheet-not-a.html?ref=hp#.Ue1abUi2FI0.twitter

译者按:这篇文章提出了研究气候变化的新证据,也证明了南极海洋作为天然实验室的科研价值。

地球正在迅速打破平均温度和温室气体浓度的纪录——就在几个月前,数个观测站检测到大气中的二氧化碳浓度超过了400ppm,这是数百万年以来的最高值。 人们开展了许多研究,尝试评估在格陵兰和南极的世界上最大的两块冰原可能将以多大规模和多快速度进行融化。其中一个比较重要的保障点是看上去比较稳定的 (目前也是比较大的)南极东面的冰原(EAIS)。现在,有一份针对此地的融冰的新的研究显示,从较长的时间范围来看,面对全球变暖,这块“稳定”的冰原 可能比预想的要脆弱。

为了研究未来冰原融化的可能性,很多科学家把目光投向过去。目前的暖度和温室气体的高浓度与530万年前至260万 年前的上新世相似。“在上新世的早期和中期,地球的温度和温室气体浓度可能是历史上与我们目前的气候,以及本世纪末将面临的气候最为相似的阶段,” 英国南极考察中心的沉积物学家克劳斯-迪特.希伦布然德这样说道,不过他并没有参与此项研究。

科学家针对格陵兰冰原和西南极冰原已经开 展了大量的研究,西南极(WAIS)长期以来被认为是这块大陆上更为脆弱的冰原,它下面的陆地是低于海平面的,而且它无缝衔接着延伸入海洋的冰架。卫星观 测显示西南极冰原的总质量正在减少,而且海洋的变暖导致的海面上冰架的融化加速了这一过程。而东南极冰原大部分是在陆地上,所以一直以来被看作是比较稳定 的。

现在,上新世的数据讲了一个不同的故事,伦敦帝国理工的博士生卡里斯.库克这样说道。上新世的平均温度比现在要高2-3度,大气中的 二氧化碳浓度在350ppm-450ppm之间。有些数据显示海平面比现在要高22米——即使西南极和格陵兰的冰原全部融化也只能让海平面上升其中的12 米,库克说。东南极冰原的融化一定也有所贡献。

为了更好地理解东南极地区在上新世的融冰情况,库克和她的同事研究了东南极阿德利地海岸线 外300公里以外的一段深海沉积物。这段沉积物芯是在2009年由综合海洋钻探计划(IODP)钻得,其中包括了一长段来自于530万年到330万年前的 沉积物。这些沉积物讲述了那段时期大陆随着气候冷热变化受侵蚀模式的历史。

在这些沉积物里,库克的团队试图寻找地理化学的“指纹”——特 别是铷和鍶的同位素——它们可以帮助来识别不同层的沉积物的起源或者来源。他们在上新世段沉积物里找到的证据非常有料:他们在其中找到了现在称为威尔克斯 亚冰川盆地的东南极的大型低洼地的独特的同位素指纹,这块陆地现在盖着厚厚的冰层。这些沉积物既然受到侵蚀并且从海岸滑落进入海底,这块盆地一定曾经由于 冰层的退缩暴露在空气中过,研究团队今天在《自然地理科学》中这样汇报。

这确实显示东南极冰原在变暖的影响下可能不会像气候模型所推算的那样稳定,希伦布然德这样说道。同时,由于这段证据说明上新世同时存在无冰暖期和冰期,与现在更为极端地暗示东南极将普遍地融冰或者与今天相比几乎没有融冰的预测相比,这是一个“有趣的可供选择的情景”。

不过,哪怕是东南极的冰层对变暖的敏感度这样的问题不过是才刚刚浮现。他补充道。“由于取样时间上的清晰度不够,对于(冰)的退化是在百年尺度还是千年尺度发生的,他们目前并不能做出或者排除任何结论。”

这 一点库克是承认的。“根据我们现有的数据,我们不知道这些冰面退化是多快发生的,”她说,抑或它们是否是在上新世的每次变暖都发生了。有可能冰层在退缩和 生长的时候曾经反复冲刷过盆地;也有可能这块盆地曾经长期暴露在空气中。回答这些问题的方法之一是用更高的清晰度对IODP的沉积物段重新取样,从而来追 踪冰原的进退的转变。

如果能打捞上更多的沉积物段样品就更好了——东南极的脆弱性的不确定性很可能就是因为信息太少所导致的,而且缺少的不仅仅是陆地上的信息,她补充道。“我们需要海洋沉积物,我们需要钻取这些深度沉积物的样本。基于海洋沉积物的记录最能真实地告诉我们侵蚀的发生的过程。”

 

(翻译:陈冀俍)

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