全球性的气温上升和海水变暖，正在导致南极洲——这个全世界最冷的地方之一日渐融化。虽然我们已知人类活动能造成气候发生变化，导致南极洲的冰川也发生迅速变化，但我们仍然不确定的是，全球性的升温究竟会对南极洲造成怎样的影响。最近，一项新的研究通过调查12.9万年前发生的事，为理解全球变暖对南极洲的影响提供了新的见解。
由于地球绕太阳的公转轨道的微妙变化，地球上大约每10万年会发生一次冰期。冰期会被温暖的间冰期分开。而末次间冰期（11.6万-12.9万年前）就是离我们现处的全新世间冰期的最近一次间冰期。
一项新的研究发现，在末次间冰期，西南极洲冰盖的大规模融化成为了导致海平面升高的主要原因。当时，严重的冰川流失使得海平面上升了3米多。而且更令研究人员心忧的是，这一切是在海洋温度上升幅度不到2℃的情况下就发生了。
虽然在人类活动的影响下，全新世的全球性变暖有其独有的特点，但末次间冰期仍可以为了解地球会如何应对极端变化提供有用的信息。为了进行这项研究，科研小组专门去了西南极洲冰盖的一个地区，他们钻取了一些所谓的蓝冰来重建这个冰原的冰川史。
○ 在下降风影响下形成的蓝冰冰区。| 图片来源：AntarcticScience.com
蓝冰是一种古老的冰，它们由一种强劲的、高密度的风带到地表，这种风被称为下降风。当下降风吹过山脉时，它们会带走山顶的积雪，并侵蚀裸露的冰。当冰被风带走时，古老的冰就被带到地表，为揭示冰原的历史提供了线索。
大多数从事南极冰川研究的科研团队会采用深入冰芯来提取样本的方法，而新的研究则使用了一种不同的方法，名为水平冰芯分析技术。这种方法无需在冰层上钻深达数千米的洞，只需要步行穿过一片蓝色的冰原即可。当你越靠近冰原的山脉，这些被下降风带到地表的冰就会越趋于老化。因此，通过在一条横贯蓝冰区域的直线上采集表面的蓝冰样本，就可以重建这片冰原过去的环境。
○ 在蓝冰上钻洞取样。| 图片来源：Chris Turney
在新的研究中，他们进行了多项测量。首先，他们检查了冰层中的火山灰层，以此来推测大规模融化发生的时间点。而得到的结果令人忧虑，他们发现大部分的冰的流失在末次间冰期刚开始变暖时就发生了，也就是大约12.9万年前，这表明南极冰川对于温度升高非常敏感。他们认为，在海洋的升温幅度达到2℃之前，融化就已经开始。而这也正是我们现如今最关心的问题，由于海洋温度在持续上升，西南极已经开始显现出明显的消融。
○ 研究人员能通过冰层中古老的火山灰层来确定大规模融化发生的时间。| 图片来源：AntarcticScience.com
在研究中，他们还对整个蓝冰区域进行了同位素测量。从这些测量中，研究人员发现了温度上的一个巨大变化，突显了在末次间冰期开始之前的一个记录空白，它揭示了一段持续了几千年的冰层融化时期。
这一时期的冰的消失与海平面的急剧上升相吻合，表明当时西南极冰盖的冰正在迅速融化。通过对存留在冰里的古微生物进行DNA检测，他们发现了大量可消耗甲烷的细菌。这些细菌的存在表明，冰原下的沉积物所释放的甲烷气体，可能也参与到了加速变暖的过程中。
○ 蓝冰样本中的气泡。| 图片来源：AntarcticScience.com
与大多位于高地的东南极洲冰盖不同，西南极洲冰盖多位于海床之上，它被大面积的浮冰所包围，这些被称为冰架的浮冰保护着冰原的中心部分。当温暖的海水流进冰架下的洞穴时，冰开始从下面融化，冰架变薄，使得中央区域的冰原非常容易受海洋温度升高的影响。目前，研究人员正在西南极的思韦茨冰川上研究这个过程。
利用这次采集到的数据，研究人员为研究气候变暖会如何影响漂浮的冰架而进行了模型模拟。这些冰架保护着冰原，减缓冰的流失速度。结果显示，在温度上升2℃的首个1000年里，海平面将上升3.8米。大多数模型所模拟的海平面上升发生在冰架消失后，而这些冰架会在温度升高的头200年里崩塌。
这是令研究人员感到忧心忡忡的模拟结果，尤其是如果持续性的海洋表面高温会使得体量更大的东南极洲冰盖融化，导致全球海平面上升得更加严重。另外，新的发现表明，西南极洲冰盖可能正接近一个临界点，这意味着温度仅仅升高一点点，就可能引发冰原的突然融化，让全球海平面上升几米。
目前，研究表明，在下个一百年里，全球海平面可能上升45-82厘米。据之前的一些研究认为，只有其中的5厘米是由南极洲造成的，大部分的海平面上升将主要由温暖的海水和格陵兰的冰盖融化造成。但是，根据新的研究结果来看，南极洲所能“贡献”的海平面上升幅度可能比预期的要大得多。
尽管197个国家在《巴黎协定》下签下了承诺，要在本世纪末将全球变暖的趋势控制在2℃之内，但新的研究结果显示，即便是小幅度的气温上升，也可能会造成不可估量的影响。
撰文：
Chris Fogwill（基尔大学冰川学与古气候学教授）
Chris Turney（新南威尔士大学地球科学与气候变化教授）
Zoe Thomas（新南威尔士大学学者）
发表于 2020-3-1 17:23
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