
2012年10月29日,Superstorm Sandy釋放了14英尺(4米)的海水牆到紐約市。在地區,風暴殺死了147人,造成了500億美元的損失,並為未來打開了一個窗口。
到本世紀中葉,這樣的洪水可能會變得常規。
雖然自由女神像可能不會被淹沒,但像埃利斯島這樣的低窪地方可能會在水下。到2100年,僅海平面上升就可以接近桑迪(Sandy)2012年的高水位。這紐約市氣候變化小組(NPCC)預測,到2050年代,最高2.5英尺(0.76 m)的當地海平面上升,而9.5英尺(3 m)到2100英尺。
但是,地球過去的新證據表明,這些可怕的情景可能是可能的,甚至可能是保守的預測。
大約260萬年前,該星球降落到第四紀,這是一個交替的冰川冰間循環的時期,大約發生了100,000年。這些循環部分由地球的怪異擺動驅動,調整到達地球的太陽輻射量。在寒冷(冰川)週期中,冰片遍布南極洲,格陵蘭和北美,鎖定水並降低海平面。在溫暖的(冰川間)時代,冰撤退了,海洋上升了。
理解當今海洋上升的關鍵可能在於最後一次冰川間(129,000至116,000年前),當時全球溫度在1.8至3.6華氏度的峰值(1至2攝氏度)高於工業前水平以上。考慮我們目前2.7 F(1.5 C)在工業前的水平上方,最後幾十年來,隨著人類引起的變暖的持續,最後幾個冰川可能會預示變化。
多年來,研究人員認為,北美的勞倫德冰蓋在最後一次冰河中很早就消失了。但是新的證據表明,勞倫德在那之後徘徊了數千年。如果是真的,這從根本上講,這會改變我們對當時冰融化的何處和速度的理解。
新模型表明,如果laurentide持續存在,南極的融化可能會比以前想像的要快得多,更快。這對未來的海平面具有令人擔憂的影響。
“我們都想了解小南極的冰蓋如何成為地球上一次達到類似溫度的時候,”羅傑·克里爾(Roger Creel)是馬薩諸塞州伍茲霍爾海洋學機構的地球物理學家,研究了海平面變化,他告訴《現場科學》。 “如果低估了南極熔體,海平面預測可能太低。”
海平面預測
由於全球海洋的上升幅度不到1英尺(0.25 m) 1880年。自2006年以來的匯率增加了一倍,到2100年,另一米米幾乎可以確定。但這可能是低估的,因為科學家預計會加速極地熔體。
問題是固定了兩極融化的數量。
預測海平麵類似於預測風暴的道路:我們正在嘗試從過去的數據中預測未來。但是,與現代風暴不同,我們的海平面記錄很少有確切的唱片。
直接測量結果 - 取自潮汐儀和衛星數據 - 僅眨眼地地質時間。利物浦潮汐儀是運行時間最長的記錄之一,僅佔300年,即第四紀的0.01%。因此,僅根據直接測量來預測未來,就像猜測小說的結尾僅是前幾章。
回到過去,唱片變得更加模糊。古代冰川消除了許多可以幫助解釋過去氣候變化的物理證據。直接證據生存的地方(例如,在冰塊或瓦礫樁中)約會可能具有挑戰性。剩下的是一個線索的拼布 - 化石,沉積物和古老的海岸線 - 科學家像偵探一樣拼湊在一起。
拼湊的證據
一個人解密這些古老的線索是安德里亞·達頓(Andrea Dutton),威斯康星大學麥迪遜分校地質學家。
鋸齒狀的石灰石陡峭的石灰石絲毫遠離加勒比海的綠松石水升起。從大約129,000年前開始,冰融化了,海洋膨脹,珊瑚礁越來越多地追逐太陽。這些珊瑚礁保留了海平面波動的證據,例如琥珀中的蚊子。退縮的水在陸地上栗色的這些化石珊瑚礁,使它們像達頓這樣的研究人員學習。
達頓(Dutton)花了多年的時間追踪珊瑚生長和死亡週期,以解開在最後一次冰河中的海洋如何上升和下降。研究人員仍在爭論高或快速海的上升程度,估計高於當前水平的6.5至33英尺(2至10 m)。
達頓(Dutton)的工作使她在全球範圍內,她發現的東西令人困惑。例如,在加勒比海地區,海平面多次達到峰值,而智利海岸沒有顯示這種模式。
公眾通常會想像統一的海平面上升 - 位於悉尼一米的溫哥華一米。但是,統一的崛起是我們想像力的一部分,”達頓告訴《現場科學》。
實際上,解密的古老海平面非常複雜。部分原因是土地表面也不是靜態的。例如,達頓回憶起研究人員在巴布亞新幾內亞進行化石珊瑚分類,只是發現他們的研究地點因突然的地震而振奮,這使歷史悠久的海平面的地質記錄混亂。除了轉移的海岸線外,引力還可以在整個地球上分配水。
達頓說:“這就是為什麼要查看許多站點如此重要的原因。” “他們都有不同的故事,但顯然,就全球海平面而言,一定發生了一件事。”
研究人員最初將神秘的海平面轉移歸因於某些地區的多個峰,而其他地區則落在其他地區 - 主要是在上次冰河間期間格陵蘭和南極洲的融化和再生。但是,當溫度保持較高時,冰蓋的想法從未與某些人坐在一起。當從北大西洋深處出現證據表明勞倫德島持續存在時,研究人員需要一個新的模型。
揮之不去的勞倫德
克里爾(Creel)著手解釋這些神秘的海平面模式,這是他的博士論文工作的一部分杰奎琳·奧斯特曼(Jacqueline Austermann)在哥倫比亞的Lamont-Doherty地球天文台。校園曾經在laurentide冰蓋上拋光在岩石上,校園俯瞰著哈德遜河,從侵略海洋上方的安全高度俯瞰哈德遜河。
勞倫德(Laurentide)仍然是一個大問題的核心:海洋將再次上升多高和速度?
克里爾框架像會計師一樣。科學家通常會從已知嫌疑人那裡進行預算冰間海平面:海洋熱膨脹,格陵蘭,南極和山地冰川。但是勞倫迪德為分類帳增加了一條新的線路。
對於Creel和Austermann來說,時機就是一切。克里爾說:“南極可能比我們想像的要脆弱。” “如果勞倫德壽命持續更長的時間,它可能掩蓋了南極融化了多少。”
一旦遍布500萬平方英里(1300萬平方公里),冰層厚度為10,000英尺(3,000 m),勞倫迪德(Laurentide)雕刻了哈德遜河谷(Hudson River Valley)和大湖區,在冰河時代成長和收縮。如今,它證明IT在雜草叢生的瓦礫樁和其他地形奇怪的情況下徘徊。克里爾說:“勞倫德消失了,但沒有忘記。”
多年來,一些科學家懷疑壽命長的勞倫德(Laurentide),但艱難的證據很少。發生了變化 2022,當研究北大西洋沉積物岩心的研究人員發現了125,000年前巨大的冰壩崩潰的跡象時,暗示著大量的北美冰。
一個月後, 鉛同位素研究揭示了勞倫德(Laurentide)一直持續到大約122,000年前 - 在最後一次冰川間溫度升高之後。和 2023研究建議這種模式並不罕見。從冰山中掉下的沉積物表明,勞倫德僅在多個第四紀冰河間短暫而很少融化。
為了平衡這些書籍,克雷爾(Creel)和奧斯特曼(Austermann)將散落和看似矛盾的證據(冰芯,化石,沉積物和地球物理特性)融合在一起,成為一個凝聚力的敘述。
關鍵要素,他們發現在去年年底發布的一項研究中,是一個稱為等靜力調整的過程。冰蓋壓在土地上;當它們融化時,地面會反彈,改變了地球的旋轉和重力。
“這就像坐在便宜的床墊上,”娜塔莎·巴洛(Natasha Barlow),不參與研究的英國利茲大學的古環攝影師。 “它下沉了您的體重,另一端上升 - 就像冰如何壓縮地球一樣。當冰融化時,'床墊'籃板會反彈,根據您的位置,影響海平面的不同。”
研究人員已經知道這一過程已經發生,但是修訂後的模型的含義令人震驚:南極在最後一次冰川間經歷了“快速而劇烈的”冰損失 - 超過了格陵蘭島的融化 - 導致南極地殼上升,北極岩,向北傾斜水。這提高了加勒比海和其他地區的海平面,但導致它們落在南極洲附近。在全球北部與南方相比,該過程繼續進行,起訴和降低當地海。
達頓說:“這就像兩極之間的競爭。”
Barlow說,該模型連接了許多令人困惑的數據點,包括持續的勞倫德冰蓋以及最後一次冰川間冰川的混亂海平面模式。
這些發現有助於解釋古老的海平面難題,但它們也暗示了即將發生的事情。如果南極融化的速度比預期的要快,紐約等地方將首當其衝。而全球海可能會上升6英尺(2 m)到2100年,紐約可以看到10英尺(3 m) 上升。
巴洛告訴《現場科學》:“多年來,我們已經說過這一切與格陵蘭和南極洲有關。” “但是過去五年來的證據說:'持續一秒鐘。也許勞倫德的持續時間比我們想像的要長。'這是第一個認真考慮其在此級別上的影響的研究。
所有人的目光都注視著南極洲西部
由於南極洲的大多數冰都潛伏在海平面以下,因此比格陵蘭的陸基冰更容易受到融化的影響 - 在南極西部,這是不穩定的。
在1978年冰川學家約翰·默瑟(John Mercer)警告說,二氧化碳水平上升可能會觸發南極西部冰蓋的崩潰,從而導致15英尺(5 m)的海平面上升和“低窪地區的淹沒”。他的主張最初引起了人們對警覺主義的指控,現在看上去很有先見之明。
海洋是緩慢上升還是指數級取決於二氧化碳排放和冰蓋行為。
在過去的十年中,研究人員圍繞著海洋冰蓋不穩定的想法結合 (MISI)可能導致大量的西南極熔體。在米西(Misi)中,溫水沿南極海岸融化冰,導致接地線 - 與海底的冰接觸 - 撤退。隨著接地線撤退內陸,冰的流動更快,更多的冰山闖入海洋,從而在自我增強週期中加速了冰損。 MISI,其他冰撤退過程和高排放場景是政府間氣候變化(IPCC)最壞情況預測的基礎。
Mathieu Morlighem,一位研究冰蓋物理學的達特茅斯冰川醫生認為,米西可能是不可避免的。
莫利格姆對現場科學說:“在我們的所有模擬中,西南極崩潰了。”他指的是模型預測。僅西南極洲就可以為全球海平面貢獻10英尺以上。
最後一次冰河中的證據也支持現代觀察結果,即西南極洲尤其容易融化。沉積物和冰核研究發表在 2021和 2023建議在最後一個溫暖時期明顯融化或稀疏的南極冰。其他2023研究在上一次冰川上發現,在南極洲西部周圍的章魚種群雜交,這對於完整的冰蓋可能是不可能的。
結合有關勞倫德(Laurentide)的數據,新興的圖片表明,西南極西部在最後一次冰河中融化了明顯,並且在接下來的幾十年中可能會再次這樣做。
從過去到未來
如果最近的發現成立,而明顯的西南極熔體迫在眉睫,那麼即使我們最令人沮喪的預測也可能是樂觀的。
在IPCC的“高影響力,低概率”中,2100場景,龐大而充滿活力的低窪地區 - 包括澤西海岸;曼哈頓的東村和金融區;搖滾;康尼島;紅鉤,布魯克林;和史坦頓島的部分地區 - 將永遠淹沒。
提高海平面,您正在尋找可能面臨更大洪水風險的潛力。
丹尼爾·巴德(Daniel Bader),拉蒙特·霍蒂(Lamont-Doherty)地球天文台
紐約已經經歷了“晴天洪水”,但是風暴潮流會放大損失。這NPCC得出結論到2080年代,僅海平面上升(沒有暴風雨頻率或強度的任何變化),可能會使當今的“曾經是一個世紀的”沿海洪水發生的頻率是兩倍,甚至頻繁的頻率更高。
“我不能扣籃。但是,如果我提高了法庭的腳步,我的機會會更好。提高海平面,您正在尋找可能面臨更大的洪水風險的潛力,”丹尼爾·巴德Lamont-Doherty的氣候科學家和NPCC成員告訴Live Science。
而且,從最後一次冰川間進行的新見解可能會使這種情況重視,這曾經被視為極端。
儘管如此,幾位專家仍警告不要從過去汲取太多教訓。古老的線索散佈,日期不精確,那時變暖的驅動因素大不相同。然而,一些專家告訴現場科學,他們認為IPCC最差的模型(如果有的話)太保守了。
達頓說,與自然過程驅動的溫暖時期不同,今天的變暖感覺更加可怕。她解釋說:“今天,我們同時強迫[自然和人類引起的變暖]。” “溫室氣體濃度同時加熱了兩極。”相比之下,在最後一次冰川間期間的變暖可能更多地集中在北半球上。
為了克勞斯·雅各布(Klaus Jacob),哥倫比亞大學地球物理學家和氣候緩解專家,最糟糕的情況是否可能是重點。這種可能性要求採取行動:“您會登上撞車可能性10%的飛機嗎?”雅各說。
雅各佈設想了三種可能的反應:保護,像捍衛荷蘭但在卡特里娜颶風期間在新奧爾良的災難性的障礙,但災難性失敗;適應,例如使用高蹺,放棄地面地板以及擁抱威尼斯風格的船運輸;和搬遷。
雅各布說,紐約只有在超級風暴桑迪之後才開始認真的思考,但仍在官僚主義的慣性中陷入困境。他認為,沿海防禦是定格。真正的解決方案是管理的撤退。換句話說:“弄清楚。”
這意味著搬到更高的海拔,並有可能放棄美國東海岸,墨西哥灣沿岸和亞洲的整個低窪地區。如果不管理務虛會?
“這是混亂,”雅各佈告訴《現場科學》。 “混亂的撤退。”
這個故事是89%的項目,現在涵蓋氣候的全球新聞合作的倡議。