改写气候历史的南极思韦茨冰川

改写气候历史的南极思韦茨冰川 自 20 世纪 40 年代以来，由于气候变化和厄尔尼诺现象的影响，南极洲的斯维斯冰川（Thwaites Glacier）冰层大量流失，导致全球海平面上升了 4%。研究人员强调，海洋和大气环流变化等外部因素导致了冰川的不断后退，这凸显了了解这些动态变化对于预测未来海平面上升的重要性。资料来源：罗伯特-拉特自 20 世纪 70 年代以来，人们就观察到冰川加速流失，但直到现在，人们还不清楚这种显著的融化是从何时开始的。休斯顿大学的研究人员在《美国科学院院刊》（PNAS）上发表的一项新研究表明，冰川的大幅后退始于 20 世纪 40 年代。他们对斯维斯冰川的研究结果与之前研究松岛冰川退缩的结果不谋而合，后者发现冰川退缩也始于上世纪 40 年代。"我们的研究尤为重要的一点是，这种变化不是随机的，也不是某个冰川特有的，"通讯作者雷切尔-克拉克（Rachel Clark）说，"它是气候变化大背景下的一部分。你不能忽视冰川上发生的一切。"她去年从哈佛大学毕业，获得了地质学博士学位。她去年从哈佛大学毕业，获得了地质学博士学位。克拉克和研究报告的作者认为，冰川退缩很可能是由极端厄尔尼诺气候模式引发的，这种气候模式使南极西部变暖。作者说，从那时起，冰川就没有恢复过，目前导致全球海平面上升了4%。波士顿大学地质学副教授、斯维斯近海研究项目（THOR）美国首席研究员朱莉娅-韦尔纳（Julia Wellner）说："重要的是，厄尔尼诺现象只持续了几年，但斯维斯和松岛这两座冰川仍在大幅后退。一旦系统失去平衡，退缩就会持续下去。"2019年，研究船Nathaniel B. Palmer驶过南极洲西部的Thwaites冰川。图片来源：詹姆斯-柯克姆（James Kirkham）他们的发现还清楚地表明，冰川接地带（即冰川与海床失去接触并开始漂浮的区域）的退缩是外部因素造成的。THOR项目的英国首席研究员、该研究的合著者克劳斯-迪特尔-希伦布兰德（Claus-Dieter Hillenbrand）说："Thwaites冰川和松岛冰川有着共同的变薄和后退历史，这一发现证实了这样一种观点，即南极西部冰盖阿蒙森海区的冰流失主要受外部因素控制，涉及海洋和大气环流的变化，而不是冰川内部动力学或局部变化，如冰川床的融化或冰川表面的积雪。"英国南极调查局的海洋地质学家、该研究的合著者詹姆斯-史密斯补充说："我们的研究结果的一个重要影响是，一旦冰原开始后退，它可能会持续几十年，即使开始后退的情况没有变得更糟。我们今天在斯维茨冰川和松岛冰川上看到的变化甚至可能是整个阿蒙森海海湾的变化有可能在 20 世纪 40 年代就已经开始了。"沉积物岩心的年代测定在研究中发挥关键作用克拉克和研究小组使用了三种主要方法得出结论。其中一种方法是采集海洋沉积物岩芯，这种方法比以往任何时候都更接近斯韦思冰川。2019 年初，他们搭乘纳撒尼尔-B-帕尔默号破冰船和研究船前往斯韦伊斯附近的阿蒙森海时取回了岩芯。随后，研究人员利用这些岩芯重建了冰川从全新世早期至今的历史。全新世是目前的地质年代，始于上一个冰河时期之后，距今约 11700 年。CT 扫描用于拍摄沉积物的 X 射线，以收集其历史细节。然后，利用地质年代学（或地球材料年代测定科学）得出结论：大量冰雪融化始于上世纪 40 年代。克拉克使用 210Pb（铅-210）作为地质年代学中最重要的同位素，这种同位素天然埋藏在沉积岩芯中，具有放射性。这一过程与放射性碳测年类似，后者可以测量有机物的年龄，最早可追溯到 6 万年前。"但是铅-210 的半衰期很短，大约只有 20 年，而像放射性碳这样的同位素的半衰期大约为 5000 年，"克拉克说。"这种短半衰期使我们能够为过去一个世纪建立一个详细的时间表。"这种方法非常重要，因为虽然卫星数据可以帮助科学家了解冰川退缩，但这些观测数据最远只能追溯到几十年前，时间太短，无法确定思韦特斯是如何应对海洋和大气变化的。科学家需要卫星记录之前的资料来了解冰川的长期历史，这也是使用沉积岩芯的原因。研究为未来建模提供信息，减少海平面上升的不确定性南极研究人员表示，斯维斯冰川在调节南极西部冰盖稳定性，进而调节全球海平面上升方面发挥着至关重要的作用。韦尔纳说："该冰川的重要性不仅在于它对海平面上升的贡献，还在于它就像瓶子里的软木塞，挡住了后面更广阔区域的冰层。如果斯韦思冰川不稳定，那么南极洲西部的所有冰川都有可能变得不稳定。"如果斯韦伊斯冰川完全坍塌，预计全球海平面将上升65厘米（25英寸）。希伦布兰德说："我们的研究有助于更好地了解哪些因素对南极洲西部冰原流入阿蒙森海的冰川变薄和后退最为关键。因此，我们的研究结果将改进那些试图预测未来南极冰盖融化的规模和速度及其对海平面影响的数值模型。"编译自/scitechdaily ... PC版： 手机版：

解冻就会消失的时间胶囊：冰川融化破坏了重要的气候数据档案

解冻就会消失的时间胶囊：冰川融化破坏了重要的气候数据档案 即使是大孔宾河上的"永恒之冰"也不是永恒不变的。照片右上方可见由 PSI 研究员 Theo Jenk 领导的 2020 年冰雪记忆探险队的钻探营地。图片来源：CNR、卡福斯卡里大学/Riccardo Selvatico发表在《自然-地球科学》（Nature Geoscience）上的论文中提到的两组冰芯对比显示：全球变暖至少已使这条冰川无法用作气候档案。从大孔宾山（Grand Combin massif）的科巴希耶尔冰川（Corbassière glacier）已无法获得有关过去气候和空气污染的可靠信息，因为高山冰川融化的速度比以前假设的更快。PSI 环境化学实验室主任玛吉特-施维科夫斯基（Margit Schwikowski）和该研究的第一作者、博士生卡拉-胡贝尔（Carla Huber）领导的研究人员在比较锁定在冰层年轮中的颗粒物特征时，得出了这一令人警醒的结论。冰川是气候研究的宝贵资料。冰川中保存着过去时代的气候条件和大气成分。因此，冰川与树年轮和海洋沉积物一样，可以作为所谓的气候研究档案。通常情况下，冰中与颗粒结合的微量物质的数量会随季节变化而波动。铵、硝酸盐和硫酸盐等物质来自空气，通过降雪沉积在冰川上：夏季浓度高，冬季浓度低，因为空气寒冷时，从山谷中升起的污染空气量较少。2018 年的冰芯是在初步研究期间从最深 14 米处钻取的，其中的沉积物可追溯到 2011 年。但是，由 PSI 研究员 Theo Jenk 领导钻探的 2020 年冰芯（深度达 18 米）仅在上三层或上四层显示出这些波动。在冰层深处，也就是更远的过去，显示痕量物质浓度的曲线明显变得平缓，总量也更低。施维考斯基团队在本期《自然-地球科学》杂志上对此进行了报道。大孔宾峰（Grand Combin）是位于宾夕法尼亚阿尔卑斯山脉西部的一座著名山峰，横跨瑞士和意大利边境。它海拔 4314 米（14154 英尺），是阿尔卑斯山的最高峰之一。该山峰以其险峻的美景而著称，拥有包括科巴希耶尔冰川在内的多条冰川。他们对观测到的差异做出了解释：在 2018 年至 2020 年期间，冰川融化一定非常剧烈，以至于地表特别多的水渗入冰川，并将其中所含的微量物质带入冰川深处。这位环境化学家总结说："但显然，那里的水并没有再次结冰，使痕量物质浓缩，相反，水却流走了，真的把它们冲走了"。这会扭曲分层夹杂物的特征。气候档案遭到破坏。就好像有人闯入图书馆，不仅弄乱了所有书架和书籍，还偷走了大量书籍，并将剩余书籍中的单个单词弄混，导致无法重建原始文本。研究人员检查了 2018 年至 2020 年的气象数据：由于大孔宾山山顶没有气象站，他们综合了周边气象站的数据，推算出了山上的研究区域。根据这一计算结果，冰川上的气候温暖，符合总体气候趋势，但这些年份并非极端异常值。Schwikowski 说："由此我们得出结论，这种强烈的融化并不是单一的触发因素，而是近期许多温暖年份的结果。似乎已经跨过了一个门槛，现在导致了相对较强的影响"。最重要的一点是，大孔宾湖的例子表明，冰川融化的进展比专家们想象的更加动态。"很长时间以来，我们都清楚冰川舌正在后退。但我们没有想到，高山冰川的哺育区也会受到如此严重的影响，即冰川的最高处，也就是冰补充的形成地。"到目前为止，研究人员已经研究了冰中氧同位素的分布情况（这可以提供温度变化的信息），以及铵、硝酸盐和硫酸盐等离子痕量化合物的分布情况。下一步，他们将分析冰中有机物质的特征在多大程度上也会受到影响。施维科夫斯基对此感兴趣的另一个原因是，她与来自世界各地的其他冰芯专家一起，参与了由冰雪记忆基金会领导的倡议。这项研究工作的目的是在 20 年内从全球 20 个濒危冰川获取冰芯，并将其收集到全球气候档案中。这些冰芯被切割成长约一米、直径约八厘米的棒状，分别从深海中取出，将被永久、安全地保存在南极洲意大利-法国康科迪亚研究站的一个冰洞中，由一个国际管理机构进行长期管理。南极附近平均零下 50摄氏度的可靠温度确保了这些冰芯在未来仍可用于研究，即使全球变暖导致所有高山冰川在某一时刻融化。这一点非常重要，因为分析方法在不断改进，后代科学家可以从冰中提取完全不同的信息。大孔宾冰芯是这 20 个冰川样本之一。"但我们在山上就已经意识到，这不会有什么结果，"施维科夫斯基说。"正如我所说，2018 年的试钻看起来还是不错的。但在 2020 年，我们好几次遇到了厚厚的坚冰层，这些冰层是在冰水融化和再次冻结的过程中形成的。我们在 17 至 18 米深的地方遇到了这样一个特别厚的冰层，它的下面是一层非常含水的软冰层。这种过渡给我们带来了巨大的麻烦。特别是当我们钻到更深的地方再把它拔出来的时候，钻头被硬冰层卡住了。我们几乎失去了这个昂贵的设备"。"由于在冰川鞍部其他地方的进一步尝试遇到了同样的地层和同样的困难，研究人员不得不放弃考察。实际上，他们想钻探 80 米深，直到基岩，以记录冰川数千年的全部档案。但这是不可能的。"我们的分析现在证实了这一点，"施维科夫斯基说。"在大孔宾区，我们已经太晚了。"与时间赛跑恐怕世界上其他尚未作为"冰雪记忆"一部分进行采样的冰川也是如此。在阿尔卑斯山，除了项目团队于2016年首次钻探的海拔4250米的勃朗峰Col du Dôme冰川之外，只有位于意大利和瑞士边境的Colle Gnifetti冰川海拔更高，达到4450米，因此比Grand Combin冰川更冷。PSI 团队与"冰雪记忆基金会"（Ice Memory Foundation）的合作伙伴一起，于次年在那里获得了一个冰芯，上面的签名依然完好无损。玻利维亚安第斯山脉的伊利马尼冰芯、俄罗斯阿尔泰地区的贝卢哈冰芯和高加索地区的厄尔布鲁士冰芯也已获得。去年，还对斯匹次卑尔根和意大利的 Col del Lys 进行了考察。乞力马扎罗山是非洲唯一的重要冰体，但由于政治和行政问题，去年的考察未能成行。该项目是一场与时间的赛跑。它绝不可能保证成功，像大孔宾这样的挫折每年都在增加。编译自/scitechdaily ... PC版： 手机版：

阿尔卑斯山高海拔冰川的地表融化导致其无法用于科学研究

阿尔卑斯山高海拔冰川的地表融化导致其无法用于科学研究 2001 年 8 月 23 日大地遥感卫星 5 号拍摄的瑞士科巴希耶尔冰川卫星图像。2023 年 8 月 20 日大地遥感卫星 8 号拍摄的瑞士科巴希耶尔冰川卫星图像。从这些分别拍摄于 2001 年 8 月（左图）和 2023 年 8 月（右图）的图片中可以看到科巴希耶尔冰川最近的一些变化。它们分别由大地遥感卫星 5 号和大地遥感卫星 8 号获取。短短二十多年间，科巴希耶尔冰川的面积和表面积都在缩小。由于缺少积雪，2023 年的冰川颜色更深，冰川舌也有所后退。来自瑞士和意大利的一个研究小组于2018年和2020年从科巴希耶尔冰川采集了冰芯，以重建该地区过去的气溶胶浓度，即悬浮在大气中然后沉积在冰层上的微小气载颗粒。来自世界各地冰川的此类信息可以为了解数千年前的环境状况提供线索。冰芯中含有铵离子、硝酸根离子和硫酸根离子，这些离子是年复一年沉积在冰川上的积雪中的气溶胶的特征。冬季的离子浓度比夏季低，因为空气寒冷时，从山谷上升的污染空气较少。研究小组分析了 2018 年从冰川钻取的冰芯，发现整个冰芯中离子沉积量的季节性波动符合预期。Margit Schwikowski 和 Theo Jenk。图片来源：Riccardo Selvatico瑞士保罗-舍勒研究所的环境化学家玛吉特-施维科夫斯基说："但是，当我们在 2020 年对冰川进行取芯时，我们立刻发现冰川表面正在融化。"施维科夫斯基带领研究团队与博士生卡拉-胡贝尔（Carla Huber）一起对冰芯进行了分析。在 2020 年的冰芯中，离子的季节性波动只出现在最上面的三到四个年轮层中。在冰层的更深处（时间也更久远），科学家们注意到离子的数量总体上比预期的要少，而且离子数量的波动也比预期的要小。据《自然-地球科学》杂志报道，研究小组发现有证据表明，2018 年至 2020 年期间冰川表面之前的融化很可能穿透了下面的冰川层，带走了气溶胶离子。这种融化使得冰芯无法用于研究小组的研究，其他试图对冰川进行取芯的尝试也得到了同样的结果。冰层中存储的宝贵信息被毁。施维科夫斯基和来自世界各地的其他冰芯专家参与了一项保存最后幸存冰川冰芯的工作。这项由冰雪记忆基金会（Ice Memory Foundation）领导的倡议旨在20年内从全球20个濒危冰川获取冰芯，并将其收集到全球气候档案中。施维考斯基说："冰川正在全球范围内后退，我们可能会在其他地点发现类似的问题。"她补充说，"即使在阿尔卑斯山海拔最高的地方，冰川也即将不适合作为天然的古生物档案。"编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

惊人的160米解冻：科学家发现格陵兰冰川巨大的厚度损失

惊人的160米解冻：科学家发现格陵兰冰川巨大的厚度损失 据测量，北纬 79°冰川下的融化速度为每年 130 米。格陵兰东北部陆基仪器和机载雷达的测量结果揭示了北纬 79°冰川的冰层流失程度。阿尔弗雷德-魏格纳研究所的研究结果表明，自 1998 年以来，冰川厚度减少了 160 多米。冰川厚度大幅减少的主要原因是温暖的洋流正在从下面融化冰川。高气温导致地表形成湖泊，湖水通过冰层上的巨大通道流入海洋。一个研究小组在科学杂志《冰冻圈》（The Cryosphere）上报告说，其中一条通道高达 500 米，而上面的冰层只有 190 米厚。格陵兰东北部的一个乡村营地是利用直升机在北纬 79°冰川难以进入的部分部署采用现代雷达技术的自主测量设备的基地之一。阿尔弗雷德-魏格纳研究所（Alfred Wegener Institute）、亥姆霍兹极地与海洋研究中心（AWI）的极地飞机进行的测量飞行和卫星数据也被纳入了一项科学研究，现已发表在科学杂志《冰冻圈》（The Cryosphere）上。Ole Zeisig 开始对 79 北冰川进行 pRES（雷达）测量。资料来源：阿尔弗雷德-魏格纳研究所 / Niklas Neckel本研究探讨了全球变暖如何影响浮冰舌的稳定性。这对格陵兰岛和南极洲的剩余冰架都非常重要，因为冰架不稳定通常会导致冰流加速，从而导致海平面上升。冰川变化与观测"自2016年以来，我们一直在使用自主仪器对北纬79°冰川进行雷达测量，从中我们可以确定融化率和变薄率，"该出版物的第一作者、AWI冰川学家Ole Zeising博士说。"此外，我们还使用了 1998 年、2018 年和 2021 年的飞机雷达数据，这些数据显示了冰层厚度的变化。我们能够测出，在全球变暖的影响下，北纬 79°冰川在最近几十年发生了显著变化。"该研究显示了温暖的海洋流入和变暖的大气层如何共同影响格陵兰东北部 79°N-冰川的浮冰舌。就在最近，AWI 的一个海洋学小组才发表了有关这一主题的模型研究。现在展示的这组独特的观测数据显示，在向冰盖过渡附近的大片区域出现了极高的融化率。此外，冰层底部从陆地一侧形成了巨大的通道，这可能是因为巨大湖泊的水通过冰川冰层排出。近几十年来，这两个过程导致冰川严重变薄。由于融化速度极快，自 1998 年以来，浮冰舌的冰层变薄了 32%，尤其是在冰层与海洋接触的接地线上。此外，冰层底部形成了一条 500 米高的通道，并向内陆蔓延。研究人员将这些变化归因于浮舌下方空腔中的暖洋流，以及大气变暖导致的地表融水径流。一个令人惊讶的发现是，自 2018 年以来，融化率有所下降。一个可能的原因是海洋流入的水温较低。参与这项研究的安杰利卡-亨伯特（Angelika Humbert）博士教授说："这个系统在如此短的时间尺度内做出反应，这对于冰川等实际上具有惰性的系统来说是令人惊讶的。""我们预计，这个浮动冰川舌将在未来几年到几十年内碎裂，"AWI 冰川学家解释说。"我们已经开始对这一过程进行详细研究，以便最大限度地了解这一过程。虽然已经发生过几次这样的冰架解体，但我们只能在随后收集数据。作为一个科学界，我们现在处于一个更好的位置，因为我们在冰架崩塌之前就已经建立了一个非常好的数据库"。编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

突破性新数据帮助研究人员了解北极冰川消失的细节

突破性新数据帮助研究人员了解北极冰川消失的细节 《地球系统科学数据》（Earth System Science Data）杂志刊登了这一创新数据集，为更好地了解冰川崩裂或冰山破裂背后的机制提供了重要工具，有助于加深我们对斯瓦尔巴群岛和北极地区冰川消失背后的气候驱动因素的了解。在过去的几十年里，冰川的大量消失速度加快，大大加剧了全球海平面的上升。然而，人们对冰川消失背后的许多机制，尤其是海洋末端冰川的融冰动力学，还不甚了解。"这项新研究使用了最先进的深度学习模型，利用高分辨率卫星图像，以前所未有的密度生成了斯瓦尔巴特潮水冰川38年的凿冰前沿变化记录，"欧盟资助的北极PASSION项目研究员、布里斯托尔冰川学中心的Tian Li博士说，他也是这项研究的第一作者。斯瓦尔巴的大部分海洋末端冰川都在消退，只有几处例外。图片来源：Tian Li 博士数据集包括近125000条冰川融化前沿痕迹，结果显示斯瓦尔巴群岛的大部分冰川都呈后退趋势。利用广泛的卫星数据目录，研究人员能够分析季节和年度变化，并捕捉到冰川在短时间内大幅移动的突增事件的时间。这些发现有助于更好地了解和预测北极地区未来的冰川流失。Tian Li说："该数据集可用于改进斯瓦尔巴潮汐冰川的质量平衡评估。此外，它还有助于探索控制冰川崩落的驱动因素和过程。这对于了解冰川融化动态至关重要，而冰川融化动态是冰川如何应对气候变化的关键指标。"该数据集是Arctic PASSION建立北极冰冻圈系统关键气候变量改进观测系统工作成果的一部分，也将被纳入Arctic PASSION建立北极陆冰端到端业务预报和监测系统的工作中。展望未来，研究团队计划将该方法应用于北极地区的所有其他潮水冰川。斯瓦尔巴数据产品在线平台可在这里找到： ... PC版： 手机版：

南极主要冰川出现不可逆转的退缩

南极主要冰川出现不可逆转的退缩 显示南极洲冰流入海洋并形成冰架的图片。(注：这张图片不是松岛冰川本身，但它代表了松岛冰川的表现）。图片来源：希尔玛-古德蒙德松教授虽然使用数值模型模拟来研究冰川和冰盖的行为已有一段时间，但诺森比亚大学和班戈大学的研究人员首次将这些模拟与现实世界的卫星观测结合起来，以确定过去是否已经越过了临界点。他们现在已经能够确认，松岛冰川在 20 世纪 40 年代至 70 年代的某个时期经历了一次快速、不稳定的后退，导致冰层在数十年间不可逆转地流失。松岛冰川和它的邻居斯维斯冰川被称为南极西部冰原的"腹部"。松岛冰川是南极洲西部冰川中流速最快的冰川之一，近几十年来对全球平均海平面上升所起的作用超过了其他任何南极冰川。在 20 世纪 40 年代至 70 年代期间，冰川从海床山脊上脱离，其位置比现在提前了 40 公里。冰川迅速后退，直到 20 世纪 80 年代末暂时稳定在海床的浅滩上。研究人员认为，一段时期的海洋温度升高足以导致冰川下的融化，迫使冰川从其在山脊上的长期位置后退。虽然他们的研究表明，这种加速质量损失的阶段现在可能已经停止，但事实上到 20 世纪 70 年代初，冰川已经后退到在寒冷条件下无法恢复其原有质量和位置的地步。这证实了冰川在这一时期的后退是不可逆转的，这意味着它已经过了一个临界点。研究人员还在另一项研究中运用他们的数字模型预测了冰川未来的行为，结果发现，除非全球变暖控制在一定范围内，否则冰川将再次进入快速后退期。布拉德-里德（Brad Reed）博士是诺桑比亚大学冰川-海洋建模研究员，在班戈大学攻读博士学位期间开始了这项研究。他说："对未来的影响是显而易见的。过去发生过的事情可能会再次发生。我们有能力模拟冰川越过临界点时过去的变化，这让我们对未来的预测更有信心。但令人担忧的是，我们的模型预测，除非我们能够阻止全球变暖，否则未来这一地区的冰川质量将进一步不可逆转地快速流失。"他补充说："虽然我们模拟的后退阶段可能已经结束，但我们不能排除在不久的将来这部分冰原会出现类似的不可逆转的质量损失，我们不应该冒与这类后退和质量损失相关的后果的风险。"海洋与冰层相互作用的作用班戈大学海洋科学学院海洋学教授马蒂亚斯-格林（Mattias Green）说："这项调查凸显了海洋与南极洲冰川之间的重要相互作用。历史上冰川退缩的导火索可能是温暖的海水进入松岛冰川区域，即使条件恢复到寒冷状态，冰川退缩仍在继续。在气候变暖的情况下，松岛冰川及其邻近地区的未来状况令人担忧。同时结论还强调，调查南极冰盖过去的行为可以让我们了解它将来会如何反应，这也让我们对预测这些反应的能力充满信心。"诺桑比亚大学拥有世界上最大的冰川学家研究小组之一，研究冰原与海洋之间的相互作用。冰川学教授、诺森比亚大学"地球上冰的未来"小组学术带头人希尔马-古德蒙德松（Hilmar Gudmundsson）是这项研究的合著者之一。他警告说，由于阿蒙森海下基岩的地形，冰川在经过几十年的冰雪流失后，其退缩趋于稳定，这可能是一种运气。"这项研究的目的是了解这一地区近期变化的原因，以及我们可以预期的下一步。我们在这些模拟中看到的冰川不可逆的行为，在我们的未来预测中也能看到。这意味着，我们在考虑世界上这一地区的冰流失问题时，不应该考虑对全球变暖的渐进式有节制的反应，而应该考虑当冰层流失过多时，冰层会自行加速流失。""这一次的结果是，在几十年的时间里，松岛冰川成为南极冰盖海平面上升的最大贡献者。我们的模型表明，松岛冰川进一步达到临界点将导致更大的冰量损失。从这个意义上说，这次我们可能是幸运的"。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：