南极洲隐藏的威胁：世界上最强大的水流正在加速 可能带来灾难性后果

南极洲隐藏的威胁：世界上最强大的水流正在加速 可能带来灾难性后果 访问：Saily - 使用eSIM实现手机全球数据漫游 安全可靠 源自NordVPN 科学家们通过在地球最偏远的水域钻取沉积岩芯，提取了南极环极洋流 530 万年的记录。在这里，"JOIDES Resolution"号钻探船在遥远的东南太平洋上航行。图片来源：Gisela Winckler南极环极洋流围绕着最南端的大陆不断旋转，是迄今为止世界上最强大、最具影响力的水流推动者。近几十年来，它的速度一直在加快，但科学家们一直不确定这是否与人类引起的全球变暖有关，也不确定环极洋流是否会抵消或放大气候变暖的某些影响。在一项新的研究中，一个国际研究小组利用地球上最汹涌、最偏远水域的沉积物岩芯，描绘了过去 530 万年来 ACC 与气候的关系。他们的主要发现是在过去的自然气候波动中，洋流随着地球温度的变化而变化，在寒冷的时候减慢速度，在温暖的时候加快速度这种加快速度助长了南极洲冰层的重大损失。这表明，随着人类造成的气候变暖，今天的加速现象将继续下去。这可能会加速南极洲冰层的流失，增加海平面，并可能影响海洋从大气中吸收碳的能力。这项研究成果刚刚发表在《自然》杂志上。"这是地球上最强大、速度最快的洋流。它可以说是地球气候系统中最重要的洋流，"研究报告的共同作者、哥伦比亚大学拉蒙特-多尔蒂地球观测站的地球化学家 Gisela Winckler 说，她是这次沉积物取样考察的共同领导者。她说，这项研究"意味着南极冰层的退缩或坍塌在机理上与增强的ACC流有关，而这正是我们今天在全球变暖情况下观察到的情景"。JOIDES Resolution 号钻探船上的新鲜沉积物岩芯。这些岩心显示，暖流时期的洋流更为活跃，而寒流时期的洋流则较为缓慢。图片来源：Gisela Winckler大约 3400 万年前，南极洲与更北边的其他大陆块被构造力分开，冰原开始堆积，这为形成 ACC 创造了条件；研究人员认为洋流是在 1200 万到 1400 万年前以现代形式开始流动的。在持续西风的驱动下，由于没有陆地阻挡，洋流以每小时约 4 公里（2.5 英里）的速度顺时针环绕南极洲（从地球底部看），每秒携带 1.65 亿至 1.82 亿立方米的水。科学家们观察到，在过去 40 年里，南大洋上空的风力增强了约 40%。除其他外，这加快了南极洲洋流的速度，并激发了其中的大规模漩涡，这些漩涡将相对温暖的海水从高纬度地区向南极洲巨大的浮冰架移动，而浮冰架阻挡了更巨大的内部冰川。在南极洲的部分地区，尤其是西部，这些温暖的海水正在侵蚀冰架的底部这是冰架消融的主要原因，而不是气温变暖。"如果把冰块放在空气中，它需要相当长的时间才能融化，"温克勒说。"如果把它放在温水中，它就会迅速融化"。这项研究的主要作者、德国阿尔弗雷德-魏格纳研究所的弗兰克-拉米说："这种冰的损失可归因于向南热量输送的增加。"更强的ACC意味着更多温暖的深水到达南极洲的冰架边缘"。在强风的驱动下，南极环极洋流绕着南部大陆顺时针旋转。较热的颜色代表较高的速度；红点是钻探地点。图片来源：Gisela Winckler通过一系列复杂的过程，环绕南极洲的海洋水域目前还吸收了人类排放到大气中约 40% 的碳。目前还不清楚南极大陆架冰川融化过程的加快是否会影响到这一点，但一些科学家担心会有影响。来自十几个国家的约 40 名科学家参与了这项研究。在海上，研究人员搭乘"JOIDES Resolution"号钻探船，在尼莫角附近收集了ACC的海底沉积物尼莫角位于遥远的太平洋西南部，是距离陆地最远的地方，甚至距离小小的皮特凯恩群岛也有2600公里。这次为期两个月的巡航于 2019 年 5 月至 7 月进行，正值剧烈的澳大利亚冬季，白天很少，高达 20 米的海浪对船只构成威胁。钻探船的船员们将钻杆从海面投放到海底约 3600 米处。然后，他们钻入海底，取出150米和200米长的薄沉积岩芯。随后，科学家们利用先进的 X 射线技术，对数百万年来形成的沉积层进行了分析。由于较小的颗粒往往会在海流缓慢时沉淀下来，而较大的颗粒则会在海流湍急时沉淀下来，因此他们能够绘制出 ACC 流速随时间变化的数十个变化图。与过去 1.2 万年的平均流速相比即自上一次冰河时期以来，包括人类文明发展的时期寒冷时期的流速下降了一半，而温暖时期的流速有时几乎翻了一番。通过之前对南极西部冰原的研究，他们将快速流动期与冰川的反复后退联系起来。在这些时期中，冰川前进的时间较短。在长达 530 万年的记录中，最温暖的时期是上新世，大约在 240 万年前结束。在那之后是一个被称为更新世的时期，数十个寒冷的冰川期与所谓的间冰期交替出现，此时气温升高，水流加速，冰川后退。目前，南极西部冰原的大部分被冻结在海平面以下的陆地上，因此极易受到温暖海水的侵袭。如果它完全融化，全球海平面将上升约 190 英尺。研究人员在论文中写道："这些发现提供了地质学证据，证明随着全球持续变暖，ACC 流量会进一步增加。如果这是真的，那么未来随着气候变暖，ACC流量的增加将标志着在仪器记录中观察到的模式的延续，并可能带来负面影响"。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

南极洲的冰川讲述了两个截然不同的故事

南极洲的冰川讲述了两个截然不同的故事 MARUM-MeBo70 在阿蒙森海海底着陆的渲染图。图片来源：MARUM - 不莱梅大学海洋环境科学中心/Martin Künsting近年来，全球变暖在南极冰原上留下了印记。南极洲"永恒"冰层的融化速度比以前想象的要快，尤其是在南极洲西部。阿尔弗雷德-魏格纳研究所领导的一个国际研究小组现在发现，其根源可能在于冰川的形成：钻芯沉积物样本结合复杂的气候和冰盖模型显示，南极洲的永久冰川大约始于 3400 万年前。然而，冰川作用并不像之前假设的那样覆盖整个南极大陆，而是局限于南极大陆的东部地区（东南极洲）。直到至少 700 万年后，冰才得以向南极西部海岸推进。正如研究人员在著名的 《科学》杂志上描述的那样，新研究的结果表明，南极洲东部和西部对外界压力的反应大相径庭。内松岛湾的 RV Polarstern 号。图片来源：英国南极调查局 / R. La大约 3400 万年前，地球经历了一次最根本的气候转变，至今仍影响着全球气候状况：从没有或很少有大陆冰积聚的温室世界转变为有大片永久冰川地区的冰屋世界。在此期间，南极冰盖逐渐形成。由于缺乏可靠的数据和主要地区的样本，特别是南极洲西部的样本，人们还不知道冰盖是如何形成的，何时形成的，尤其是在哪里形成的。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）的研究人员与英国南极调查局、海德堡大学、诺森比亚大学（英国）和不来梅大学海洋环境科学中心（MARUM）的同事们一起，填补了这一知识空白。讨论海底钻井平台 MARUM-MeBo70 的钻探过程。图片来源：IODP / Thomas Ronge研究人员利用 MARUM-MeBo70 海底钻机在南极洲西部阿蒙森海沿岸的松岛冰川和斯韦特斯冰川近海位置取回了一个钻芯，根据这个钻芯，他们首次确定了冰雪南极大陆的早期历史。令人惊讶的是，在南极冰川作用的第一个主要阶段，该地区没有发现任何冰存在的迹象。领导研究小组的南极洲大学地质学家约翰-克莱格斯博士说："这意味着，大规模、永久性的第一次冰川期一定是从南极洲东部的某个地方开始的。这是因为南极洲西部在第一次冰川最盛时期一直没有冰。此时，南极洲西部大部分地区仍被茂密的阔叶林覆盖，气候凉爽温润，因此无法结冰。"松岛湾一座巨大冰山前的 RV Polarstern 号。图片来源：阿尔弗雷德-魏格纳研究所/Johann为了更好地了解南极洲第一块永久冰是在哪里形成的，南极洲大气研究所的古气候建模人员将新获得的数据与现有的气温和水温数据以及冰的出现情况结合起来。"模拟结果支持了地质学家的独特岩芯结果，"AWI 的古气候建模师 Gerrit Lohmann 教授博士说。"这完全改变了我们对第一次南极冰川期的认识"。根据这项研究，只有在南极东部北维多利亚陆地的沿海地区才具备形成永久冰的基本气候条件。在这里，潮湿的气团到达了强烈上升的横贯南极山脉这是形成永久积雪和随后形成冰盖的理想条件。冰盖从这里迅速扩展到南极东部腹地。PS104_21-3 号岩心钻探期间 MARUM-MeBo70 控制室的场景。图片来源：IODP / Thomas Ronge然而，冰层到达南极洲西部还需要一段时间："直到大约 700 万年后，冰层才有条件向南极洲西部海岸推进，"南极洲大气研究所的古气候建模人员汉娜-克纳尔解释说。"我们的研究结果清楚地表明，在冰层推进到覆盖南极洲西部之前，天气必须变得多么寒冷，而当时南极洲西部的许多地方已经低于海平面"。调查还令人印象深刻地表明，南极冰原的两个区域对外部影响和基本气候变化的反应是多么不同。Johann Klages 补充说："即使是轻微的变暖，也足以导致南极洲西部的冰层再次融化，而这正是我们现在所处的位置。"国际研究小组的发现对于理解从温室气候到当前冰室气候的极端气候转变至关重要。重要的是，这项研究还提供了新的见解，使气候模型能够更准确地模拟永久冰川地区如何影响全球气候动力学，即冰、海洋和大气之间的相互作用。这一点至关重要，正如约翰-克拉茨所说："特别是考虑到我们可能在不久的将来再次面临如此根本性的气候变化"。研究人员借助 2017 年在南极洲西部的"Polarstern"号科考船 PS104 考察期间取回的独特钻芯，填补了这一知识空白。不莱梅 MARUM 公司开发的 MARUM-MeBo70 钻机是首次在南极洲使用。南极西部松岛冰川和斯维斯冰川附近的海底非常坚硬，以前无法使用传统钻探方法钻探到深层沉积物。MARUM-MeBo70 有一个旋转刀头，因此可以钻入海床约 10 米并取回样本。编译自/ScitechDaily ... PC版： 手机版：

未被发现的融化威胁 科学家发现新的南极临界点

未被发现的融化威胁 科学家发现新的南极临界点 英国南极调查局的最新研究结果表明，由于冰原接地带的未计算过程，目前的模型低估了全球变暖对冰雪融化和海平面上升的影响。综合这些发现可以改进未来的气候预测。目前，预测海平面上升的模型没有考虑到这一过程，因此，新成果可以让人们更准确地了解全球变暖将如何影响世界，以及沿海地区需要适应的程度。这些研究结果由英国南极调查局（BAS）的科学家完成，发表在《自然-地球科学》（Nature Geoscience）杂志上。"我们已经发现南极冰盖融化可能出现一个新的临界点，"新论文的第一作者、英国科学院冰动力学研究员亚历克斯-布拉德利（Alex Bradley）说。"这意味着我们对海平面上升的预测可能大大低估了"。这项研究的重点是冰原下面一个被称为接地带的区域，也就是陆基冰与海洋交汇的地方。随着时间的推移，这些陆基冰移动到周围的海洋中，最终融化这一过程发生在南极洲和格陵兰岛海岸周围，是海平面上升的主要原因。这项新研究模拟了海水如何渗入陆地和冰层之间，以及海水如何影响冰层的局部融化、润滑冰床并影响冰层滑向海洋的速度。研究还探讨了这一过程如何随着水温升高而加速。"冰原对其接地带的融化非常敏感。"布拉德利说："我们发现接地带的融化表现出一种'类似临界点'的行为，即海洋温度的极小变化就会导致接地带融化的极大增加，从而导致其上方冰层的流动发生极大变化。"出现这种情况的原因是，在冰原接地带融化的暖水打开了新的洞穴，使暖水进一步进入，从而导致更多的融化和更大的洞穴，如此循环。之所以会出现临界点，是因为水温的微小上升都会对融化量产生巨大影响。布拉德利说，政府间气候变化专门委员会（IPCC）和其他机构使用的模型目前没有考虑到这种方式的冰融化，这可以解释为什么南极洲和格陵兰岛的冰盖似乎比预期的缩减得更快。将这项新工作的结果纳入此类模型，可以得出更可靠的估计。"这是缺失的物理学，我们的冰盖模型中没有。它们没有能力模拟地表冰层下的融化，而我们认为这种情况正在发生。我们正在努力将这一点纳入我们的模型中，"他补充道。 ... PC版： 手机版：

南极洲的隐秘绿洲：科学家在冰海中发现潜在的生命摇篮

南极洲的隐秘绿洲：科学家在冰海中发现潜在的生命摇篮 研究表明，南极洲海冰中的开阔水域面积不断扩大，可能会使沿海动植物在未来得以生长，从而随着气候变化而改变当地的生态系统。图片来源：Ceridwen Fraser在奥塔哥海洋科学系研究员格兰特-达菲（Grant Duffy）博士的领导下，研究小组发现了意想不到的证据，表明南极洲周围的多水层面积正在急剧增加，而且它遵循着一个有趣的周期，大约每16年增加和缩小一次。达菲博士说："这些趋势令人着迷我们以前从未注意到它们。我们还不完全清楚是什么在驱动这种周期模式，但它对生态的影响可能是巨大的。"共同作者、澳大利亚莫纳什大学研究海洋-大气相互作用的科学家 Ariaan Purich 博士说，周期模式似乎与大气驱动因素相吻合，其中包括环南极模式，这是一种环绕南极并影响新西兰和澳大利亚天气的气候现象。"最近南极海冰覆盖率创历史新低与海洋变暖有关，"Purich 博士说。"在沿海环境中，大规模的大气变化和趋势会与不断变化的海洋条件相互作用，从而影响海冰的覆盖范围。这些发现为我们提供了令人兴奋的见解，有助于我们预测未来沿海海冰的覆盖范围。"该研究的资深作者、海洋科学系的 Ceridwen Fraser 教授说，这些结果对于预测南极洲沿海生态系统在气候变暖时会发生什么也至关重要。弗雷泽教授说："我们知道，许多非本地动植物都可以到达南极洲，例如通过漂浮的海带漂流到南极洲。目前，由于沿岸冰层的冲刷，它们大多无法定居。冰层的减少可能会给一些沿海动植物创造定居的机会这对南极本地沿海生态系统有着重大影响。"达菲博士表示同意。他说："我们的研究表明，随着气候变暖，南极沿岸的开阔水域面积正在不断扩大。这些不断变化的沿海环境意味着生态系统必须适应和改变。"编译自/scitechdaily ... PC版： 手机版：

人工智能发现南极冰架上的融水比原来多一倍

人工智能发现南极冰架上的融水比原来多一倍 流入南大洋的特雷西-特雷门楚斯冰架上汇集的融水和泥泞。图片来源：包含经过修改的哥白尼哨兵数据[2018]，由 Rebecca Dell 处理在盛夏时节，南极冰架上一半以上的融水都是雪泥被水浸泡过的雪，但区域气候模型中却很少考虑到这一点。剑桥大学领导的研究人员利用人工智能技术绘制了南极冰架上的雪泥地图，发现57%的融水以雪泥的形式存在，其余的融水则存在于地表池塘和湖泊中。巴赫冰架上汇集的融水和淤泥。资料来源：包含经修改的哥白尼哨兵数据[2023]，由 Rebecca Dell 处理随着气候变暖，冰架表面会形成更多的融水，冰架是南极洲周围的浮冰，起着抵御内陆冰川冰雪的作用。融水增加会导致冰架不稳定或坍塌，进而导致海平面上升。研究人员还发现，泥泞和汇集的融水导致的融水形成量是标准气候模型预测的 2.8 倍，因为泥泞和汇集的融水比冰或雪吸收更多的太阳热量。这些结果今天（6月27日）发表在《自然-地球科学》（Nature Geoscience）杂志上，可能会对冰架稳定性和海平面上升产生深远影响。每年夏天，随着天气转暖，南极洲浮冰架表面都会积水。以前的研究表明，表面融水湖会导致冰架断裂和坍塌，因为水的重量会使冰弯曲或断裂。然而，冰泥在冰架稳定性方面的作用却更难确定。第一作者、剑桥大学斯科特极地研究所（SPRI）的丽贝卡-戴尔（Rebecca Dell）博士说："我们可以利用卫星图像绘制南极洲大部分地区的融水湖，但很难绘制冰泥，因为从卫星上看，冰泥看起来像其他东西，比如云的阴影。但是利用机器学习技术，我们可以超越人眼所能看到的范围，更清晰地了解淤泥对南极洲冰层的影响。"尼夫利森冰架上汇集的融水和冰泥。图片来源：包含经修改的哥白尼哨兵数据[2020]，由丽贝卡-德尔处理剑桥大学的研究人员与科罗拉多大学博尔德分校（University of Colorado Boulder）和代尔夫特理工大学（Delft University of Technology）的研究人员合作，利用美国国家航空航天局（NASA）陆地卫星8号（Landsat 8）卫星的光学数据，训练了一个机器学习模型，获得了2013年至2021年期间57个南极冰架上泥泞和融水湖的月度记录。戴尔说："机器学习使我们能够利用卫星提供的更多信息，因为它可以使用比人眼所能看到的更多波长的光。这让我们能够确定哪些是泥泞，哪些不是泥泞，然后我们就可以训练机器学习模型，在整个大陆上快速识别泥泞。"同样来自 SPRI 的合著者伊恩-威利斯（Ian Willis）教授说："我们有兴趣了解南极夏季有多少淤泥，以及随着时间的推移它是如何变化的。"研究人员利用他们的机器学习模型发现，在南极夏季1月份的高峰期，南极洲冰架上一半以上（57%）的融水都是淤泥，其余43%是融水湖。戴尔说："在南极洲的所有大型冰架上，这些泥浆从未被大规模测绘过，因此在此之前，超过一半的地表融水都被忽视了。这对水力断裂过程具有潜在的重要意义，融水的重量会在冰层中产生或扩大裂缝。"融水会影响南极海岸线附近浮冰架的稳定性。随着气候变暖，南极洲的融化速度加快，融水无论是以湖泊还是泥泞的形式都会进入冰层的裂缝，导致裂缝变大。这会造成冰架断裂，并可能导致脆弱的冰架坍塌，进而使内陆冰川的冰溢入海洋，造成海平面上升。威利斯说："由于泥浆比融水更坚固，它不会像湖水那样造成水力断裂，但这绝对是我们在试图预测冰架如何或是否会坍塌时需要考虑的问题。"除了泥泞对水力断裂的潜在影响外，它对融化率也有很大影响。由于泥泞和湖泊的白色程度低于雪或冰，它们从太阳中吸收的热量更多，导致融雪量增加。气候模型目前没有考虑到这种额外的融化，这可能导致对冰原融化和冰架稳定性的预测被低估。戴尔说："我很惊讶气候模型中对这些融水的考虑如此之少。"作为科学家，我们的工作就是减少不确定性，因此我们总是希望改进我们的模型，使其尽可能准确。""未来，南极洲目前没有水或泥泞的地方很可能会开始发生变化，"威利斯说。"随着气候继续变暖，将会出现更多的融化现象，这可能会对冰的稳定性和海平面上升产生影响。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

冰芯研究揭示了8000年前南极洲的突然崩溃

冰芯研究揭示了8000年前南极洲的突然崩溃 冰芯中的证据显示，在一个地方，南极西部冰层在短短不到 200 年的时间里变薄了 450 米，超过了帝国大厦的高度。资料来源：剑桥大学/英国南极调查局这是在南极洲任何地方首次发现冰层快速流失的证据。科学家们担心，如今不断升高的气温可能会在未来破坏南极西部冰原部分地区的稳定，从而有可能越过临界点，引发失控崩塌。今天（2月8日）发表在《自然-地球科学》（Nature Geoscience）杂志上的这项新研究揭示了如果气温继续飙升，南极冰层融化的速度会有多快。新研究的资深作者、剑桥大学地球科学系埃里克-沃尔夫（Eric Wolff）教授说："我们现在有了直接证据，证明这片冰原在过去曾遭受过快速的冰层流失。这种情况并非只存在于我们的模型预测中，如果这片冰原的部分地区变得不稳定，这种情况可能会再次发生。"钻探帐篷内，工程师和科学家在钻探间隙将钻头内筒与外筒分开。图片来源：剑桥大学/英国南极调查局南极冰原从西到东包含的淡水足以使全球海平面上升约 57 米。南极西部冰原被认为特别脆弱，因为它的大部分位于海平面以下的基岩上。模型预测表明，南极西部冰原的大部分可能在未来几个世纪内消失，导致海平面上升。不过，冰层消失的确切时间和速度尚不确定。历史背景和现代意义训练冰盖模型以做出更好预测的方法之一，是向它们提供地球历史上变暖时期冰层流失的数据。在 2 万年前末次冰河时期的顶峰，南极冰层覆盖的面积比现在更大。随着地球的解冻和气温的缓慢上升，南极西部冰原收缩到现在的范围。研究报告的共同作者、英国南极调查局的伊泽贝尔-罗威尔博士说："我们想知道在末次冰河时期末期，南极西部冰原发生了什么，当时地球的气温正在上升，尽管上升速度比目前的人为变暖要慢。利用冰芯，我们可以回到那个时代，估算冰盖的厚度和范围。"钻井和生活帐篷。图片来源：埃里克-沃尔夫冰芯是由冰层组成的，这些冰层在降雪时形成，然后经过数千年的埋藏和压实成为冰晶。每个冰层中都有古代空气和污染物的气泡，这些气泡与每年的降雪混合在一起，为气候和冰层范围的变化提供了线索。研究人员于 2019 年钻取了 651 米长的冰芯。这个冰丘位于冰原的边缘，靠近接地冰流入漂浮的龙恩冰架的位置。将冰芯在零下20摄氏度运回剑桥后，研究人员对其进行了分析，以重建冰层厚度。首先，他们测量了稳定水同位素，这表明了降雪时的温度。海拔越高，温度越低，因此他们能够将较高的温度等同于较低、较薄的冰层。他们还测量了困在冰层中的气泡的压力。与温度一样，气压也会随海拔高度而发生系统性变化。地势较低、较薄的冰层中含有压力较高的气泡。这些测量结果告诉他们，8000 年前冰层迅速变薄。沃尔夫说："一旦冰层变薄，它就会迅速缩小。这显然是一个临界点一个失控的过程。"他们认为，南极西部冰原通常位于基岩上，暖水进入冰原边缘下方可能是导致冰层变薄的原因。这很可能使一部分冰层脱离了基岩，使其突然漂浮起来，形成了现在的龙恩冰架。这使得邻近的冰隆不再受地面冰层的限制，迅速变薄。研究人员还发现，冰层中的钠（来源于海雾中的盐）含量在冰层变薄约 300 年后有所增加。这告诉他们，冰层变薄后，冰架向后收缩，使海洋距离他们的研究地点更近了数百公里。罗威尔说："我们从模型中已经知道，冰层大约在这个时候变薄，但日期并不确定。冰盖模型将冰层后退的时间定位在 1.2 万年到 5000 年之间，但无法说明后退的速度有多快。我们现在有了一个非常精确的日期观测数据，可以将其纳入改进后的模型中。"尽管南极西部冰原在 8000 年前迅速后退，但当它达到目前的大致范围时，就趋于稳定了。沃尔夫说："现在的关键是要弄清额外的温暖是否会破坏冰层的稳定，导致它再次开始后退。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：