最近格陵蘭島西部冰蓋對氣候變化的反應出現逆轉

最近格陵蘭島西部冰蓋對氣候變化的反應出現逆轉

格陵蘭島西部沿海被冰雪覆蓋的山脈。(2015年4月)。資料來源:馬修·奧斯曼/伍茲霍爾海洋研究所

格陵蘭島最著名的可能是其巨大的大陸規模的冰原,它的快速融化是全球海平面上升的主要原因。但在這個覆蓋了世界上最大島嶼79%面積的巨大冰蓋周圍,是格陵蘭島崎嶇的海岸線,點綴著冰雪覆蓋的山峰。由於人為氣候變暖,這些邊緣冰川和冰蓋也正在嚴重融化。然而,氣候變暖和這些冰蓋的消失可能並不總是同時發生的。

伍茲霍爾海洋研究所和五個合作機構(亞利桑那大學、華盛頓大學、賓夕法尼亞州立大學、沙漠研究所和卑爾根大學)今天發表在《自然地球科學》雜誌上的新合作研究表明,在過去的時期,格陵蘭島西部沿海的冰川和冰蓋所經歷的氣候條件與格陵蘭島內部大不相同。在過去的2000年裡,這些冰蓋經歷了氣候變暖的時期,在此期間,它們不是縮小,而是變大。

這項新研究從格陵蘭島西海岸的一個冰帽的核心中分析了氣候歷史。研究人員稱,儘管自20世紀中期以來格陵蘭島一直在進行冰芯鑽探,但對沿海冰芯的研究仍然非常有限,這些新發現為氣候變化提供了一種新的視角,而此前科學家僅使用格陵蘭冰蓋內部的冰芯來理解氣候變化。

“冰川和冰蓋是地球氣候歷史獨特的高解析度儲存庫,冰芯分析使科學家能夠檢查環境變化——如降水模式的變化和全球變暖——如何影響降雪、融化的速度,並反過來影響冰蓋的增長和退縮,”薩拉·達斯說。WHOI的地質學和地球物理學副科學家。“透過觀察幾個冰芯記錄的氣候變化差異,我們可以比較和對比北極不同地區的氣候歷史和冰的反應。”然而,在這項研究的過程中,我們也清楚地看到,許多沿海冰蓋正在大量融化,這些令人難以置信的檔案正面臨著永遠消失的巨大危險。

由於研究和接觸這些冰帽具有挑戰性,這個團隊是第一個做這樣的工作的,他們的研究始於2015年,圍繞著從格陵蘭島努斯瓦克半島收集的一個核心。這個單一的核心提供了深入瞭解沿海氣候條件和冰帽在過去2000年的變化是如何共同變化的,這是由於其化學成分的跟蹤變化和年復一年在核心存檔的降雪量。透過他們的分析,研究人員發現,在過去的變暖時期,冰蓋在增長而不是融化,這與我們今天看到的情況相矛盾。

“目前,我們知道,由於氣候變暖,格陵蘭島的冰蓋正在融化,進一步導致海平面上升。但是,我們還沒有探索這些冰蓋在過去是如何因氣候變化而變化的,”亞利桑那大學博士後研究助理、麻省理工學院- whoi聯合專案2019年畢業生馬修·奧斯曼(Matthew Osman)說。“這項研究的發現是令人驚訝的,因為我們看到,這些冰蓋對氣候的基本反應正在發生變化:今天,它們正在消失,但在過去,在小幅度的變暖中,它們實際上傾向於增長。”

根據Das和Osman的說法,這種現象的發生是由於在氣候變暖期間,導致冰蓋增長(增加降水)和消退(增加融化)之間的“拔河”。今天,科學家觀察到冰蓋融化的速度超過了每年降雪的速度。然而,在過去的幾個世紀裡,由於氣溫升高帶來的降水增加,這些冰蓋會擴大。過去和現在的區別在於現代人類活動造成的氣候變暖的嚴重性。

研究小組透過在努斯瓦克半島一座較高山峰上的冰蓋鑽孔收集了這些資料。整個巖芯長約140米,打撈工作耗時約一週。然後,他們把一米長的冰芯帶到了科羅拉多州丹佛市的國家科學基金會冰芯設施,並將它們儲存在零下20攝氏度的環境中。隨後,位於內華達州里諾市的沙漠研究所對核心碎片進行了熔化特徵和微量化學分析。透過觀察地核化學成分的不同屬性,如鉛和硫的十億分之一,研究人員能夠透過將這些測量資料與過去冰川流動的模型相結合,準確地確定地核的年代。

“這些冰帽流動的模型估計,加上我們從這種高精度化學物質中得到的實際年齡,幫助我們勾勒出冰帽隨時間增長的變化。這種方法為了解過去的冰蓋變化及其與氣候的關係提供了一種新的方法。”Das說。Das補充說:“因為我們正在從海岸收集氣候記錄,我們第一次能夠記錄下在過去2000年裡溫度、降雪和融化方面的巨大變化,顯示出比格陵蘭島內部記錄中觀察到的更大的變化。”

奧斯曼補充說:“我們的發現應該敦促研究人員回到這些殘留的冰蓋,在它們仍然存在的時候收集新的氣候記錄。”

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