冰层中细薄的古老火山灰层帮助团队确定了大量融化发生的时间。图片：AntarcticScience
由新南威尔士大学悉尼分校领导的一项新的国际研究表明，海洋温度上升驱使南极冰盖融化，并导致十万年前的海平面急剧上升。
新南威尔士大学克里斯·特尼（Chris Turney）领导的国际科学家团队发现，在称为末次间冰期（Last Interglacial，12.9万-11.6万年前）的一个时期，西南极冰盖的大规模融化是导致海平面升高的主要原因。该研究今天发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上。极端的冰流失导致全球平均海平面上升了数米，而只需海洋温度增加不到2°C。
这项研究的主要作者，地球与气候科学教授克里斯·特尼说：“我们不仅失去了很多南极冰原，而且这在末次间冰期的很早阶段就发生了。”
冰层中细薄的古老火山灰层帮助团队确定了大量融化发生的时间。令人震惊的是，结果表明大部分冰流失发生在前一千年之内，这表明南极洲对高温的敏感程度。
特尼教授说：“融化很可能是由不到2°C的海洋变暖引起的，考虑到今天海洋温度的升高和西南极融化，这对未来具有重大影响。”
在末次间冰期，极地海洋温度可能比今天高出不到2°C，这使它成为研究未来全球变暖如何影响冰动力学和海平面的有用时期。
特尼教授说：“这项研究表明，在一个温暖的世界里，我们将失去大部分的南极冰原。”
与东南极冰盖大多位于高地上相反，西南极冰盖位于海床上。它被称为冰架的大面积浮冰所环绕，冰架保护冰盖的中心部分。
随着海水变暖进入冰架下方的空腔，冰从下方融化，使冰架变薄，并使中央冰盖极易受海洋温度升高的影响。
时光倒流
为了进行研究，特尼教授和他的团队前往了南太平洋冰盖外围的爱国者山蓝色冰区（Patriot Hills Blue Ice Area），并得到了南极后勤和远征队（ALE）的支持。
蓝冰区域因其独特的地形而成为科学家的理想实验室 - 它们是由猛烈的高密度下降气流产生的。当这些风吹过山脉时，它们会清除雪的顶层并侵蚀裸露的冰层。随着冰的去除，古老的冰流到地表，提供了冰盖历史的深刻见解。
当大多数南极研究人员深入冰芯以提取其样本时，该团队使用了另一种方法 - 水平冰芯分析。
特尼教授说：“我们不用在冰上钻几公里，而只需在蓝色的冰区取样，然后回溯几千年。通过从地表采集冰样，我们能够重建过去在这种珍贵环境中发生的事情。”。
通过同位素测量，研究小组在末次间冰期早期发现了冰盖记录中的空白。这段失冰时期与海平面急剧上升相吻合，表明南极西部冰盖迅速失冰。火山灰、痕量气体样品和冰层中捕获细菌的古老DNA都支持这一发现。
向末次间冰期学习
由于地球绕太阳轨道的细微变化，冰期周期大约每10万年发生一次。这些冰河时期被温暖的间冰期隔开。末次间冰期是我们目前这个温暖期 - 全新世 - 之前的一次。
尽管人类对全球变暖的贡献使全新世独特，但末次间冰期仍是了解地球如何应对极端变化的有用研究点。
特尼教授说：“未来的发展远远超出了我们在过去150年的科学仪器记录中所观察到的一切范围。如果我们要管理未来的变化，我们必须进一步回顾过去。”
在上一次冰间期，全球平均海平面比今天高出6至9米，尽管一些科学家猜测可能达到11米。
在冰样中发现气泡。图片：AntarcticScience
末次间冰期的海平面上升不能完全解释为格陵兰冰盖融化（造成2米的增加），也不能解释由于气温升高和山间冰川融化导致的海洋扩张，其中冰川融化导致的增加少于1米 。
特尼教授说：“我们现在有了一些主要的主要证据，证明了海平面上升的很大一部分来自于南极洲的融化。”
迫切需要减少未来的变暖
冰层流失的严重性表明，南极西部冰盖对未来的海洋变暖高度敏感。
特尼教授说：“西部南极冰盖正坐在水中，如今这里的水越来越热。”他也是ARC澳大利亚生物多样性与遗产卓越中心（CABAH）的首席研究员。
该团队使用从野外工作中获得的数据，进行了模型模拟，以研究变暖对浮冰架的影响。这些冰架目前支撑着冰盖，并有助于减缓冰从大陆流出的速度。
模拟结果表明，在温度升高2°C的前1000年中，海平面上升了3.8m。大多数模拟海平面上升发生在冰架消失之后，冰架在温度升高的前200年内坍塌。
研究人员担心，持续的海面高温会促使南极东部冰盖融化，从而使全球海平面进一步升高。
ARC Discovery早期职业研究奖（DECRA）、新南威尔士大学研究员、论文合著者佐伊·托马斯 （Zoë Thomas）博士强调：“海洋变暖，冰架塌陷和冰盖融化之间的积极反馈表明，南极洲可能很容易超过临界点。” 。
“当温度达到临界点时，只有很小的温度升高就会触发冰盖突然融化，导致全球海平面上升几米。”
目前，政府间气候变化专门委员会（IPCC）2013年报告的共识表明，下一世纪全球海平面将上升40cm至80cm，而南极洲仅贡献了大约5cm。
研究人员担心，南极洲的贡献可能远不止于此。
英国基尔大学可持续未来研究所所长，共同作者克里斯托弗·福格威尔（Christopher Fogwill）教授说：“最近的预测表明，南极洲的贡献可能比IPCC的预测高出十倍，这令人深感担忧。”
“我们的研究突出表明，南极冰盖可能接近临界点，一旦过去，这可能使海平面将迅速上升一千年的水平。这突显了减少和控制当今加剧变暖的温室气体排放的迫切需要。 ”
值得注意的是，研究人员警告说，这个临界点可能比我们想象的要近。
特尼教授说：“《巴黎气候协定》致力于将本世纪的全球变暖限制在2°C，理想的是1.5°C。”
“我们的发现表明，我们不能接近2℃的变暖。”
特尼教授和他的团队希望扩大研究范围，以确认西南极冰盖对变暖的响应速度以及首先影响到哪些地区。
“我们只测试了一个位置，所以我们不知道这是南极洲的第一个融化区域，还是融化的时间相对较晚。随着地球变暖，南极洲的这些变化如何影响世界其他地区仍是一个未知数”他说。
“在其他地点进行测试将使我们更好地了解随着地球持续变暖而真正需要监控的区域。”
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