一个国际研究小组发现,数百万年前南极洲冰盖形成方式的巨大差异可能是当今冰融化速度比预测的要快的原因,尤其是在西南极洲。
这一令人惊讶的发现详细描述了钻孔岩芯独特的地质沉积物样本,为了解当今南极冰盖的形成时间和地点提供了见解,并于今天发表在著名期刊《科学》上。
对沉积物样本的分析结合复杂的气候和冰盖模型表明,虽然南极洲的永久性冰川期始于大约万年前,但冰并没有像之前认为的那样立即覆盖整个大陆。
相反,西南极洲的气候条件花了近七百万年的时间才发生变化,才使得该大陆这一侧的冰盖形成。
研究小组称,这一发现“彻底改变了我们对第一次南极冰川的认识”,首次确定了冰冷的南极大陆的形成历史。它们还为了解东南极和西南极冰盖如何应对外部影响和根本气候变化提供了重要见解。
在年“极地之星”号探险期间,一台专业的海底钻井平台从西南极洲阿蒙森海沿岸松岛和思韦茨冰川附近的海床10米深处取回了沉积物岩心样本。
专用钻井平台降落在阿蒙森海海底的渲染图(版权归MARUM-海洋环境科学中心所有,M.Künsting)
这些样本由一个国际地质学家和古气候模型师团队进行分析,他们将新获得的数据与现有的空气和水温以及冰的出现数据相结合,以更好地了解南极洲第一批永久性冰的形成地点。
他们的数据集揭示,形成永久冰所需的基本气候条件仅存在于东南极洲,而在南极冰川期的第一个主要阶段,该地区没有冰存在。
在东南极洲,东南极北维多利亚地沿海地区的潮湿气团到达高耸的横贯南极山脉,为永久积雪和随后的冰盖形成创造了理想条件。从那里,冰盖迅速向内陆蔓延。
然而,当时西南极洲大部分被茂密的阔叶林覆盖——类似于今天的巴塔哥尼亚——其凉爽的温带气候阻止了冰川的形成。
直到近七百万年后,气候条件才允许冰盖向西南极海岸推进。
这概述了东部和西部南极冰盖对外部影响和根本气候变化的不同反应。
乌尔里希·萨尔茨曼(UlrichSalzmann)是诺森比亚大学地理与环境科学系古生态学和古气候学教授,也是重建地球过去环境的专家。
他是德国阿尔弗雷德·韦格纳研究所、亥姆霍兹极地和海洋研究中心(AWI)领导的研究团队的一员,其他研究人员来自英国南极调查局、海德堡大学和不来梅大学MARUM海洋环境科学中心。
萨尔茨曼教授分析了从沉积物中回收的花粉粒和微化石,以重建当时的植被和气候条件。
南方山毛榉的花粉粒,南山毛榉是早渐新世的主要树种
他解释说:“大约万年前,我们的星球经历了最根本的气候变化之一,这一变化仍然影响着今天的全球气候条件:从一个没有或很少有大陆冰积累的温室世界,转变为一个大片永久冰川覆盖的冰室世界。
“在此期间,南极冰盖不断堆积,但由于缺乏可靠数据和关键区域(尤其是西南极洲)的样本来记录过去的变化,因此尚不清楚冰盖是如何、何时以及在哪里形成的。这项研究填补了这一知识空白。
“沉积物中保存的花粉和孢子揭示了过去西南极洲景观的详细图景,其与今天的巴塔哥尼亚相似,有凉爽的温带、南部山毛榉丰富的森林和林地。
“我们的发现对于理解从温室气候到当前冰室气候的极端气候转变至关重要。”
重要的是,该研究还提供了新的见解,使气候模型师能够更准确地模拟永久冰川地区如何影响全球气候动态——冰、海洋和大气之间的相互作用。
领导该研究小组的阿尔及利亚气象研究所地质学家约翰·克拉格斯博士说:“这一点至关重要,特别是考虑到我们可能在不久的将来再次面临如此根本性的气候变化。”