根據超過 2000 萬年前的新氣候記錄,南極冰蓋經歷了突然融化的時期。這項研究證明了地球早期冰河時期的敏感性以及南極冰蓋的敏感性比之前想像的要多。它也讓我們得以一睹南極作為地球的未來將如何表現。如果溫室氣體排放量持續增加,冰川就會繼續融化。
這並不是一個靜態的特徵;在其悠久的歷史中,它的大小各不相同。這些大小的變化似乎非常規律地發生,以至於生長和融化之間的周期被比作心跳。然而,這種節拍也並不一致,因為來自海洋不同地方的現有記錄顯示,在南極冰河時期早期,其「節奏」存在差異。
這種節律的變化對研究人員來說有點令人困惑,因為它不應該是可能的。這個盈虧過程在氣候記錄中的印記在海洋中的任何地方都應該完全相同,就像你不會期望腿部的脈搏與手臂的脈搏有所不同一樣。那麼到底是怎麼回事呢?
這種心跳是由數十萬年來地球繞太陽軌道的形狀所引起的。在偏心度較大的軌道上,地球和太陽之間的距離可能會有所不同,當地球與太陽距離較近時,它全年會接收到更多的熱量,而當距離較遠時,地球和太陽會接收到較少的熱量。
這些增加的熱量會改變地球的氣候,導致冰蓋進一步融化。有時這種情況發生得非常快。然而,當地球軌道更圓時,冰蓋保持穩定並且融化較少。
在最新的研究中,研究人員研究了 28 至 2000 萬年前的時期,當時地球比現在更溫暖,而南極冰蓋是唯一存在的冰蓋。他們使用了從西北大西洋回收的地質岩芯中獲得的數據綜合海洋鑽探計劃(IODP)2012 年。
這些微生物中提供當時海洋的環境條件和化學成分的快照,特別是其殼中氧同位素的形式。這些氧同位素的比率為科學家提供了一種測量冰蓋是否增長或收縮的方法,並根據岩心樣本的深度建立時間線。
「得知我們透過對來自世界另一端的深海底的針頭大小的化石貝殼進行一些簡單的化學反應來掌握南極冰蓋的脈搏,這可能是一件令人驚訝的事情,」首席研究員保羅·威爾遜教授關於南安普敦大學的項目,在陳述。
「但真正美妙的是我們可以透過數千萬年的地質記錄來做到這一點。地球科學是關於回到過去的時間旅行,我們總是在吸取教訓來幫助我們了解我們的未來”
透過這項分析,威爾森和同事能夠創建一個新的基準氣候記錄來比較現有記錄。
這可以幫助科學家在重建過去的氣候變遷時校準自己的氣候模型,同時也幫助我們了解融化的影響未來會有冰蓋。
「從我們的研究中,我們可以看到南極冰蓋比之前想像的更加不穩定。我們證明了地質學上早期的南極冰蓋對地球軌道和地軸的變化有多敏感,」萊斯特大學地理、地質與環境學院的主要作者蒂姆·範·皮爾博士解釋道。
「過去的氣候變遷迅速結束了一些早期的南極冰河時期並導致大量融化。 ‘迅速’是在地質時間尺度上,而不是像我們預期的現代氣候變化期間發生的那麼快。
這迫使我們重新考慮如何理解南極冰蓋的穩定性,特別是如果保持不變。
「我們正在融化大量南極冰蓋。我們需要透過減少排放來緩解氣候變遷。這是避免南極冰蓋穩定性跨越臨界點的唯一方法,」範皮爾補充道。
該研究發表於自然通訊。