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解冻:格陵兰岛曾经28万年不结冰

格陵兰岛西部库勒苏亚克附近,从艾利森冰川排出的冰山漂浮着。玛吉·图林/拉蒙特·多尔蒂地球观测站,

一百多万年前,寒冷的格陵兰岛是没有冰的,研究人员发现,它 ... 的基岩暴露了28万年。

在暴露期间,岛上的整体冰盖可能下降了90%以上,科学家们今天(12月7日)在《自然》杂志上报道,

先前的研究报告说,格陵兰岛的冰在遥远的过去收缩了,但是这项研究是第一次解释格陵兰岛在没有通常的冰冻覆盖的情况下可能经历了多长时间。研究人员说,这一发现暗示,它的表层冰比以前想象的更加多变,这对它在一个变暖的世界中的未来稳定性不是好兆头。[照片:格陵兰岛的古代景观]

和月球岩石

一样有价值,研究人员从同位素(同一元素的原子,但中子数量不同)中收集数据,这些同位素是从基岩矿物中提取的。铍10和铝26这两种同位素只由宇宙射线产生,这意味着它们只有在岩石暴露时才会出现;因此,它们可以提供有关岩石何时没有冰,以及岩石暴露多久的线索。

这些同位素起源于从格陵兰冰下陆地提取的唯一岩石核心,在1993格陵兰冰原(GIS)峰会上钻探,“KDSPE”“KDSPs”矿物来自这个孤立的岩芯,仅次于月球岩石,稀有和重要,因为它们是格陵兰岛冰盖的现存基岩的唯一现有证据,据Joerg Schaeffer拉蒙特-多尔蒂地球观测站的古气候学家,哥伦比亚大学地球与环境科学系的教授。

几十年前首次检查这个核心时,研究人员能够探测宇宙射线产生的沉积物中的同位素,但他们的设备不够灵敏,不足以谢弗告诉《生活科学》,收集精确的气候数据。为了得到同位素,“我们确实消化了那些岩石,”他说,描述了他和他的同事如何用酸溶解矿物,以便他们能够观察原子。

科学家钻了近两英里深的格陵兰冰盖(白点,左)的山顶,到达基岩。岩石中发现的同位素表明,在最近的地质历史中,这个地点和格陵兰岛的大部分地区几乎没有冰(右)。(Schaefer et al.,Nature,2016)

原子同位素铍10告诉科学家,岩石曾经一度没有冰。为了衡量这一时期的持续时间,他们将铍的数量与铝26的数量进行了比较。它与铍10的比例为7:1,但衰变速度是前者的两倍。与铍相关的铝原子的数量告诉科学家,一旦冰盖融化,岩石就暴露了28万多年,直到大约110万年前。

随着时间的推移,格陵兰岛的冰可能已经涨落的程度是今天(12月7日)发表的另一项新研究的主题在本质上。主要作者、佛蒙特大学地质学教授保罗·比尔曼告诉《生活科学》,这项研究发现了覆盖该岛750万年的冰的证据,比以往任何研究所描述的时间都要长得多。

是一个拼凑的历史

虽然许多科学家已经对格陵兰岛的冰层进行了调查,寻找其随时间变化的线索,但一个全面的画面长期以来仍然难以捉摸。比尔曼说,格陵兰岛本身就是这一不完整景观的罪魁祸首,因为冰盖的反复变化一次又一次地冲走了地质证据。[“黑冰”加速了格陵兰的融化(照片)]

格陵兰冰盖在库卢苏克附近的格陵兰岛东部的一个冷冰冰区向崩解边缘倾斜。
(Paul Bierman)

“每当冰膨胀时,它就会抹去上次所做的一切,”Bierman对我要活科学。”就像看着一块被抹掉的黑板,你必须弄清楚三节课前发生了什么。

比尔曼和他的同事分析了来自东格陵兰岛的风化基岩岩芯的深海样品,这些岩芯被带到了海岸外的海洋中。

他们的检查显示科学家们在研究报告中写道,在过去750万年里,格陵兰岛的冰层是“持续的”,但也是“动态的”,这使得冰盖可能会因全球温度变化而缩小。

解决了不确定性

,而比尔曼的研究表明,格陵兰岛一直被冰层覆盖,这并不一定排除岛上某些地方有时是无冰的。德克萨斯大学奥斯汀分校杰克逊地球科学学院的副教授金妮·卡塔尼亚说,即使在温暖的气候条件下,东部的高海拔地区也可能保持冰冻状态,而格陵兰岛的其他地区则失去了冰,在一封电子邮件中告诉《现场科学》,这两项调查都支持格陵兰岛过去减少了冰,但需要更多的数据来了解导致大规模和快速冰流失的过程,以及它们如何推动未来融化。[已经感受到气候变化影响的5个地方]

峡湾在6月间被东格陵兰岛融化的海冰和冰山堵塞。卡塔尼亚说:“这些不确定性限制了我们准确预测冰盖未来的能力。”我们在格陵兰岛的未来会有很多变化。问题仍然是——这种情况会以多快的速度发生?”在这两项研究中使用的

技术引入了观察格陵兰冰层变化的新 ... ,但还有更多的工作要做。根据地球学院地质学和地球物理学副教授安德斯·卡尔森的说法,更精确地确定历史冰层损失发生的时间和原因,可以极大地改进计算机模型,从而找到格陵兰冰层不稳定的临界点,俄勒冈州立大学的海洋和大气科学。

“不管格陵兰岛什么时候有无冰条件,过去冰盖一直不稳定并坍塌,”卡尔森告诉《生活科学》这可能发生在二氧化碳(二氧化碳)低于现在的水平——这预示着未来的恶性循环,“他说,”KDSPE“KDSPs”和时间可能很短。据国家冰雪数据中心(National Snow and ice Data Center)的数据,2016年格陵兰岛的季节性融冰量高于平均值,是38年来卫星观测的第三大冰面质量损失。如果格陵兰岛失去了大部分的冰,就像过去一样,释放到世界海洋中的水可以产生大约23英尺(7米)的海平面上升,谢弗补充说,

“我们从未见过地球像现在这么快变暖,我们必须尽可能做好准备,”谢弗告诉《生活科学》我们需要很快地组织起来,希望这有助于说明问题

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