冰層中細薄的古老火山灰層幫助團隊確定了大量融化發生的時間。圖片：AntarcticScience
由新南威爾士大學悉尼分校領導的一項新的國際研究表明，海洋溫度上升驅使南極冰蓋融化，並導致十萬年前的海平面急劇上升。
新南威爾士大學克里斯·特尼（Chris Turney）領導的國際科學家團隊發現，在稱為末次間冰期（Last Interglacial，12.9萬-11.6萬年前）的一個時期，西南極冰蓋的大規模融化是導致海平面升高的主要原因。該研究今天發表在《美國國家科學院院刊》（PNAS）上。極端的冰流失導致全球平均海平面上升了數米，而只需海洋溫度增加不到2°C。
這項研究的主要作者，地球與氣候科學教授克里斯·特尼說：“我們不僅失去了很多南極冰原，而且這在末次間冰期的很早階段就發生了。”
冰層中細薄的古老火山灰層幫助團隊確定了大量融化發生的時間。令人震驚的是，結果表明大部分冰流失發生在前一千年之內，這表明南極洲對高溫的敏感程度。
特尼教授說：“融化很可能是由不到2°C的海洋變暖引起的，考慮到今天海洋溫度的升高和西南極融化，這對未來具有重大影響。”
在末次間冰期，極地海洋溫度可能比今天高出不到2°C，這使它成為研究未來全球變暖如何影響冰動力學和海平面的有用時期。
特尼教授說：“這項研究表明，在一個溫暖的世界裡，我們將失去大部分的南極冰原。”
與東南極冰蓋大多位於高地上相反，西南極冰蓋位於海床上。它被稱為冰架的大面積浮冰所環繞，冰架保護冰蓋的中心部分。
隨著海水變暖進入冰架下方的空腔，冰從下方融化，使冰架變薄，並使中央冰蓋極易受海洋溫度升高的影響。
時光倒流
為了進行研究，特尼教授和他的團隊前往了南太平洋冰蓋外圍的愛國者山藍色冰區（Patriot Hills Blue Ice Area），並得到了南極後勤和遠征隊（ALE）的支持。
藍冰區域因其獨特的地形而成為科學家的理想實驗室 - 它們是由猛烈的高密度下降氣流產生的。當這些風吹過山脈時，它們會清除雪的頂層並侵蝕裸露的冰層。隨著冰的去除，古老的冰流到地表，提供了冰蓋歷史的深刻見解。
當大多數南極研究人員深入冰芯以提取其樣本時，該團隊使用了另一種方法 - 水平冰芯分析。
特尼教授說：“我們不用在冰上鑽幾公里，而只需在藍色的冰區取樣，然後回溯幾千年。通過從地表採集冰樣，我們能夠重建過去在這種珍貴環境中發生的事情。”。
通過同位素測量，研究小組在末次間冰期早期發現了冰蓋記錄中的空白。這段失冰時期與海平面急劇上升相吻合，表明南極西部冰蓋迅速失冰。火山灰、痕量氣體樣品和冰層中捕獲細菌的古老DNA都支持這一發現。
向末次間冰期學習
由於地球繞太陽軌道的細微變化，冰期週期大約每10萬年發生一次。這些冰河時期被溫暖的間冰期隔開。末次間冰期是我們目前這個溫暖期 - 全新世 - 之前的一次。
儘管人類對全球變暖的貢獻使全新世獨特，但末次間冰期仍是瞭解地球如何應對極端變化的有用研究點。
特尼教授說：“未來的發展遠遠超出了我們在過去150年的科學儀器記錄中所觀察到的一切範圍。如果我們要管理未來的變化，我們必須進一步回顧過去。”
在上一次冰間期，全球平均海平面比今天高出6至9米，儘管一些科學家猜測可能達到11米。
在冰樣中發現氣泡。圖片：AntarcticScience
末次間冰期的海平面上升不能完全解釋為格陵蘭冰蓋融化（造成2米的增加），也不能解釋由於氣溫升高和山間冰川融化導致的海洋擴張，其中冰川融化導致的增加少於1米 。
特尼教授說：“我們現在有了一些主要的主要證據，證明了海平面上升的很大一部分來自於南極洲的融化。”
迫切需要減少未來的變暖
冰層流失的嚴重性表明，南極西部冰蓋對未來的海洋變暖高度敏感。
特尼教授說：“西部南極冰蓋正坐在水中，如今這裡的水越來越熱。”他也是ARC澳大利亞生物多樣性與遺產卓越中心（CABAH）的首席研究員。
該團隊使用從野外工作中獲得的數據，進行了模型模擬，以研究變暖對浮冰架的影響。這些冰架目前支撐著冰蓋，並有助於減緩冰從大陸流出的速度。
模擬結果表明，在溫度升高2°C的前1000年中，海平面上升了3.8m。大多數模擬海平面上升發生在冰架消失之後，冰架在溫度升高的前200年內坍塌。
研究人員擔心，持續的海面高溫會促使南極東部冰蓋融化，從而使全球海平面進一步升高。
ARC Discovery早期職業研究獎（DECRA）、新南威爾士大學研究員、論文合著者佐伊·托馬斯 （Zoë Thomas）博士強調：“海洋變暖，冰架塌陷和冰蓋融化之間的積極反饋表明，南極洲可能很容易超過臨界點。” 。
“當溫度達到臨界點時，只有很小的溫度升高就會觸發冰蓋突然融化，導致全球海平面上升幾米。”
目前，政府間氣候變化專門委員會（IPCC）2013年報告的共識表明，下一世紀全球海平面將上升40cm至80cm，而南極洲僅貢獻了大約5cm。
研究人員擔心，南極洲的貢獻可能遠不止於此。
英國基爾大學可持續未來研究所所長，共同作者克里斯托弗·福格威爾（Christopher Fogwill）教授說：“最近的預測表明，南極洲的貢獻可能比IPCC的預測高出十倍，這令人深感擔憂。”
“我們的研究突出表明，南極冰蓋可能接近臨界點，一旦過去，這可能使海平面將迅速上升一千年的水平。這突顯了減少和控制當今加劇變暖的溫室氣體排放的迫切需要。 ”
值得注意的是，研究人員警告說，這個臨界點可能比我們想象的要近。
特尼教授說：“《巴黎氣候協定》致力於將本世紀的全球變暖限制在2°C，理想的是1.5°C。”
“我們的發現表明，我們不能接近2℃的變暖。”
特尼教授和他的團隊希望擴大研究範圍，以確認西南極冰蓋對變暖的響應速度以及首先影響到哪些地區。
“我們只測試了一個位置，所以我們不知道這是南極洲的第一個融化區域，還是融化的時間相對較晚。隨著地球變暖，南極洲的這些變化如何影響世界其他地區仍是一個未知數”他說。
“在其他地點進行測試將使我們更好地瞭解隨著地球持續變暖而真正需要監控的區域。”
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