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：

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：

斯坦福大学科学家发现南极洲东部迫在眉睫的解冻危机

斯坦福大学科学家发现南极洲东部迫在眉睫的解冻危机 在气候不断变化的情况下，南极洲不断增加的融水预计将在海平面上升中发挥重要作用。不过，大部分科学研究都集中在南极洲西部，特别是斯维斯冰川等地区，因为近年来在这些地区观察到大量融水现象。斯坦福大学的研究人员在最近发表在《地球物理研究快报》上的一篇论文中指出，南极洲东部的威尔克斯冰川盆地（Wilkes Subglacial Basin）拥有足以使全球海平面上升 10 英尺以上的冰层，它可能比任何人意识到的都更接近于失控融化。斯坦福大学地球物理学博士生、论文第一作者伊丽莎-道森（Eliza Dawson）说："对这一地区的分析并不多那里的冰量巨大，但一直相对稳定。我们首次观测了冰原底部的温度，以及它距离融化的可能性有多大。"威尔克斯冰川下盆地约有加利福尼亚州那么大，通过相对较小的一段海岸线注入南大洋。道森和她的同事们发现，有证据表明冰原底部已接近解冻。这就提出了这样一种可能性，即在整个威尔克斯亚冰川盆地内阻挡冰层的这一沿海地区，可能对温度的微小变化都很敏感。以前的研究表明，由于该地区的地面低于海平面，并且向下倾斜远离海洋，如果变暖的海水进入冰原之下，威尔克斯冰川下盆地就特别容易发生不可逆转的融化。道森和她的同事们首次研究了该地区冰原底部目前的温度是如何加剧这种脆弱性的。研究人员从飞越冰川的飞机进行的现有雷达勘测中收集了数据。这些飞机记录了穿过冰层并从冰层下的地面反弹回来的电磁信号的反射。道森和她的同事们开发了一种新技术来分析这些数据，将冰和基岩的横截面图像转化为有关冰原底部温度条件的信息。地球物理学和电子工程学副教授达斯汀-施罗德（Dustin Schroeder）说："冰的温度以多种方式影响雷达的反射程度，因此单一的测量结果是模糊的。这种统计方法主要是选取可以认为是冻结或解冻的区域，然后将其他雷达信号与之进行比较。这让我们能够判断冰原上的其他区域是肯定冻结了，还是肯定解冻了，还是很难判断。"研究人员发现，该地区有大片冰冻和解冻的地面，但大部分地区无法明确划分为冰冻和解冻。在某些情况下，这可能是因为冰原的几何形状发生了变化或数据中存在其他复杂因素，但这也可能意味着冰原下的大片地面要么接近解冻，要么是由紧密混合的冰冻和解冻区域组成。如果后者属实，那么威尔克斯冰川盆地的冰川可能会达到一个临界点，而冰原底部的温度只需略微上升。道森说："这表明未来可能会出现冰川退缩。南极洲东部的这一部分在很大程度上被忽视了，但我们需要了解它是如何演变并变得更加不稳定的。需要发生什么情况才能开始看到质量损失？"不同的模型对威尔克斯冰川下盆地的未来及其对海平面上升的影响的预测大相径庭，因为有关该地区的数据根本不够。研究人员正计划将基于雷达的温度观测数据整合到冰盖模型中，以改进对该地区在各种气候情景下如何演变的预测。他们希望，他们的工作将凸显对这一地区和南极洲东部其他地区进行研究的重要性，这些地区看似稳定，但可能在我们的未来发挥重要作用。施罗德说："这个地区的条件我们可以想象会发生变化。如果温暖的海水到达那里，就会'开启'我们通常认为不会导致海平面上升的整个南极洲区域。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

格陵兰岛最大的浮冰舌正在融化

格陵兰岛最大的浮冰舌正在融化 格陵兰东北海岸的北纬 79°冰川形成了一条长达 80 公里的浮冰舌。近几十年来，冰川冰舌几乎没有变短，但却变得越来越薄。图片来源：阿尔弗雷德-魏格纳研究所/丽贝卡-麦克弗森通过应用基于计算机的模型，他们能够证明来自大西洋的暖流流入欧洲北海，并最终进入冰川舌下的洞穴，从下面融化冰层。他们的研究结果刚刚发表在《自然-通讯》杂志上，为更精确地预测格陵兰冰原的未来和全球变暖导致的海平面上升铺平了道路。格陵兰岛的巨大冰原蕴藏着近 300 万立方千米的水。如果它完全融化，全球海平面将上升 7 米多。冰原的一部分格陵兰东北部冰流流入格陵兰海岸的两大海洋出口冰川：尼奥加尔弗约尔兹约尔登冰川（或 79NG 冰川）和扎卡里亚伊斯特罗姆冰川（或 ZI 冰川）。这两条冰川流入格陵兰海，20 年前在这里形成了两条巨大的浮动冰川舌。早在 2010 年代，ZI 冰川就失去了它的浮动冰舌，而 79NG 冰川的冰则继续通过峡湾流向大海，形成一个宽约 20 公里、长约 80 公里的冰川带。79NG 冰川的稳定性"为什么这个格陵兰岛上最大的浮冰舌显然如此稳定？哪些因素将决定它的最终命运？因为79NG 冰舌受到周围环境的保护。"阿尔弗雷德-魏格纳研究所、亥姆霍兹极地与海洋研究中心（AWI）的物理海洋学家克劳迪娅-韦克尔（Claudia Wekerle）解释说。"但从以前的研究中，我们知道在 1999 年到 2014 年期间，冰层厚度大约减少了 30%，因为至少我们是这么认为的由于暖水流入，冰层底部的融化率显著增加。"但说到冰下的洞穴，直到最近才有零星的水流和海洋温度测量数据。"多亏了我们的高分辨率海洋模型，现在，我们第一次能够就洞穴中的水流得出结论"。第一作者克劳迪娅-韦克尔（Claudia Wekerle）和她的团队依靠的是 AWI 开发的海洋模型 FESOM2（Finite-Element/volumE Sea ice-Ocean Model）。该模型的与众不同之处在于：它还能以高分辨率模拟较小的海洋区域，因此更加逼真在这种情况下，79NG 冰舌下的洞穴就是如此。为了得出结论，研究小组将洞穴及其附近地区的模型分辨率提高到 700 米。"相比之下，我们的高分辨率北极模型的分辨率为 4.5 公里，而海洋模型的典型分辨率大约为 25 公里，甚至更低。由于分辨率高，FESOM2 可以准确地再现冰川的地形。这对于大西洋暖流的流入尤为重要，暖流通过一条大约 5 公里宽的海沟流入冰川洞穴。"对未来气候预测的影响这位 AWI 研究员说："利用我们的模型，我们能够确定浮冰舌底部高融化率的原因。在这方面，有两个重要因素"。首先，由于全球变暖，在过去的几十年里，更多的地表融水进入格陵兰冰原，穿透冰层。部分淡水流向冰川的接地线冰不再与地面接触而开始漂浮的地方并从冰川下流入冰洞。"在这里，它加强了洞穴内的水循环，增加了冰与水的接触，从而增加了冰底部的融化"。此外，在过去几十年里，格陵兰东北大陆架上大西洋水层的温度普遍上升。这些相对温暖的海水源自大西洋，流经北冰洋，在弗拉姆海峡向西循环，然后到达格陵兰东北部的大陆架，最后到达 79NG。较暖的海水通过冰崩前沿的海沟流入洞穴，并融化冰舌的底部。"我们的研究确定，大西洋水层中较高的海洋温度是决定融化率的主要原因，而不是冰川下融水流入量的增加"。有了这些发现，专家们现在可以采取下一步行动：在进一步的模拟中，他们计划预测 79NG 在各种气候情况下的未来发展。但有一点已经很清楚：如果冰舌完全消失，将对其背后陆地冰层的稳定性以及海平面的逐步上升产生深远影响。毕竟，如今格陵兰东北部冰流在陆地上向海流动的速度比几年前要快得多。而这正如 2022 年的一项研究显示的那样是 79NG 南部扎卡里亚伊斯特罗姆冰舌消失的直接结果。克劳迪娅-韦克尔说："这就是为什么要对海平面上升和其他气候变化影响进行可靠预测，就必须密切关注和了解格陵兰冰原整体及其与海洋的接触区域，这对冰原的未来发展至关重要。其中一个关键区域就是格陵兰岛东北海岸的北纬 79°冰川。"编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

科学家揭开北极湿地甲烷排放量激增之谜

科学家揭开北极湿地甲烷排放量激增之谜 畜牧业和化石燃料生产每年向大气中排放数吨甲烷，其作用已被充分研究。尽管不确定性更大，但量化自然湿地的排放量对于预测气候变化非常重要。科学家们预计，湿地甲烷排放量正在上升，因为北方地区和北极地区生态系统的气温正在以大约全球平均气温四倍的速度上升，但是很难说上升了多少，因为在这些广阔且经常被水淹没的环境中监测排放量一直非常困难直到现在。伯克利实验室研究科学家、资深作者朱清（音译）与伯克利实验室博士后研究员袁坤晓佳（音译）解释说："北方和北极环境富含碳，容易受到气候变暖的影响。本周发表在《自然-气候变化》上的一篇论文介绍了他们的研究方法。""气温升高会增加微生物活动和植被生长，"朱清说，"这与甲烷等气体的排放有关。通过了解甲烷的自然来源是如何变化的，我们可以更准确地监测温室气体，让科学家们了解当前和未来的气候变化状况。通过更准确地了解湿地在全球气候系统中发挥的作用，以及湿地甲烷排放量的增加方式和速度，这项研究可以提供一个科学基线，帮助理解和应对气候变化。"高纬度湿地：量化甲烷排放量及其变化情况尽管甲烷在大气中停留的时间远远少于二氧化碳（10 年对 300 年），但甲烷的分子结构使其使大气变暖的能力是二氧化碳的 30 倍。气温升高不仅会增强饱和土壤中甲烷释放微生物的活动，而且还会增加水渍土壤的面积，因为冰冻的土壤会解冻，更多的降水会以雨水而不是雪水的形式降下，这些微生物会在水渍土壤中茁壮成长。这就是为什么科学家们预计这些高纬度地区的甲烷排放量会增加，以及为什么迫切需要更准确地量化甲烷。出版物中的地图，显示了北极和北方地区湿地甲烷热点的具体位置和面积。资料来源：伯克利实验室测量温室气体释放的最常见方法是在一个室内的固定位置捕捉土壤中释放的气体，让它们在一定时间内积累。另一种方法是更自主的数米高的涡度协方差塔，它可以在生态系统的大片区域内通常是在湿地等难以到达的地方持续测量土壤、植物和大气之间的温室气体交换。伯克利实验室的研究团队结合使用这两种方法获得的数据，分析了北极-北方地区各湿地超过 307 年的甲烷排放数据，从而更好地了解了影响数百英亩土地和数分钟至数十年内甲烷排放的各种因素。研究小组发现，从 2002 年到 2021 年，这些地区的湿地平均每年释放 20 太克（teragrams）甲烷，相当于约 55 座帝国大厦的重量。他们还发现，自 2002 年以来，排放量增加了约 9%。此外，研究人员还考虑了北极和北方地区的两个"热点"地区，与周围环境相比，这两个地区的单位面积甲烷排放量要高得多。他们发现，大约一半的年均排放量来自这些热点地区，这有助于为缓解工作和未来的测量提供信息并确定目标。影响湿地排放的环境因素研究人员还调查了甲烷排放量增加的环境因素，发现有两个主要驱动因素：温度和植物生产力。气温升高会增加微生物的活动；当气温升高时无论是由于气候变化造成的平均气温升高，还是由于气候变异造成的某些特定年份的气温升高，都会在这一过程中释放出更多的甲烷。研究小组发现，温度是控制北极-北方生态系统湿地排放及其变化的主要因素。这可能会导致气候反馈，即微生物活动增加所产生的甲烷排放会提高大气温度，从而导致更多的甲烷排放，如此循环。植物生产力越高，土壤中的碳含量就越高，从而促进甲烷微生物的繁殖。研究人员发现，当植物的生产力更高、更活跃，释放出有助于微生物生长的基质时，湿地的甲烷排放量就会增加。研究小组还发现，湿地甲烷排放量最高的 2016 年也是高纬度地区自 1950 年以来最温暖的一年。由于甲烷在大气中的停留时间很短，因此可以相对较快地减少和清除，"朱解释说。"通过更准确地了解湿地在全球气候系统中发挥的作用，以及湿地甲烷排放量的增加方式和速度，这项研究可以提供一个科学基线，帮助理解和应对气候变化。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

当地球变成冰川：科学家揭开7亿年前的气候之谜

当地球变成冰川：科学家揭开7亿年前的气候之谜 澳大利亚地质学家发现，加拿大的低火山二氧化碳排放量和岩石风化是 7 亿年前极端冰河时期背后的关键因素。他们的研究参考了南澳大利亚的板块构造模型和地质证据，揭示了地球的气候敏感性及其自然恒温机制，将地质气候变化的缓慢速度与人类活动驱动的快速变化进行了对比。资料来源：美国国家航空航天局该研究的主要作者、ARC未来研究员阿德里安娜-杜特凯维奇（Adriana Dutkiewicz）博士说："想象一下，地球几乎完全被冰雪覆盖。这就是大约7亿年前发生的事情；地球从两极到赤道被冰雪覆盖，气温骤降。然而，究竟是什么造成了这种情况，这一直是个悬而未决的问题。"澳大利亚弗林德斯山脉（Flinders Ranges）北部靠近阿卡鲁拉荒野保护区（Arkaroola Wilderness Sanctuary）的斯图特地层（Sturt Formation）冰川沉积物，距今约 7.17-664 亿年。研究第一作者、悉尼大学地球科学学院的 Adriana Dutkiewicz 博士指着厚厚的冰川沉积层。图片来源：Dietmar Müller 教授/悉尼大学"我们现在认为我们已经破解了这个谜团：历史上较低的火山二氧化碳排放量，得益于现在加拿大境内一大堆火山岩的风化；这是一个吸收大气二氧化碳的过程"。这个项目的灵感来自于这一时期古冰川留下的冰川碎屑，在南澳大利亚的弗林德斯山脉可以看到这些壮观的冰川碎屑。最近，由合著者之一、阿德莱德大学的艾伦-柯林斯教授（Alan Collins）率领，对山脉进行了一次地质实地考察，这促使研究小组利用悉尼大学的 EarthByte 计算机模型，对这一冰期的成因和持续时间之长进行了研究。7.17 亿年前到 6.6 亿年前，地球被冰雪覆盖这是一个长达 5700 万年的冰河时代。由 Adriana Dutkiewicz 博士和 Dietmar Müller 教授领导的悉尼大学地球科学家已经找到了可能的原因：大气中的火山二氧化碳含量达到了历史最低水平。这段视频显示了 8.5 亿年前到 5.4 亿年前大陆（灰色）和板块边界（橙色）的运动（雪花出现在"雪球地球"时期）。 图源：Ben Mather 和 Dietmar Müller/悉尼大学延长的冰河时期也被称为斯图尔特冰川期，是以 19 世纪欧洲殖民时期澳大利亚中部探险家查尔斯-斯图尔特的名字命名的，从 7.17 亿年前延续到 6.6 亿年前，这一时期远在恐龙和陆地上复杂植物生命出现之前。杜特凯维奇博士说："人们对这一极冰期的触发和结束提出了各种原因，但最神秘的是为什么它持续了5700万年这是我们人类难以想象的时间跨度"。研究小组回到板块构造模型，该模型显示了古代超大陆罗迪纳断裂后大陆和海洋盆地的演变过程。他们将其与一个计算机模型连接起来，该模型计算了大洋中脊沿线水下火山的二氧化碳脱气情况，大洋中脊是板块分叉和新洋壳诞生的地点。南澳大利亚弗林德斯山脉悉尼大学地球科学学院的 Adriana Dutkiewicz 博士。资料来源：悉尼大学他们很快意识到，斯图尔特冰期的开始正好与火山二氧化碳排放量的历史最低点相关。此外，在整个冰河时期，二氧化碳的外流量都保持在相对较低的水平。杜特凯维奇博士说："此时，地球上还没有多细胞动物或陆地植物。大气中的温室气体浓度几乎完全由火山排出的二氧化碳和硅酸盐岩风化过程决定，而风化过程会消耗二氧化碳。"合著者之一、悉尼大学的迪特玛-穆勒（Dietmar Müller）教授说："地质学在这一时期主宰着气候。我们认为斯图尔特冰期的到来是双重打击的结果：板块构造重组使火山脱气降到最低，同时加拿大的大陆火山区开始侵蚀，消耗大气中的二氧化碳。"弗林德斯山脉阿卡鲁拉荒野保护区方向的景色，约 7.17-664 亿年前斯图尔特冰川作用形成的斯图尔特地层冰川沉积物在照片左侧中间形成了一个突出的山脊。图片来源：Dietmar Müller 教授/悉尼大学"其结果是，大气中的二氧化碳下降到冰川期开始时的水平我们估计低于百万分之 200，不到今天水平的一半"。研究小组的工作提出了有关地球长远未来的有趣问题。最近的一个理论提出，在未来的2.5亿年里，地球将向Pangea Ultima演化，这是一个超级大陆，温度很高，哺乳动物可能会灭绝。然而，随着大陆碰撞的加剧和板块速度的减缓，地球目前也正处于火山二氧化碳排放量降低的轨迹上。因此，也许"潘吉亚终极"会再次变成雪球。Dutkiewicz 博士说："无论未来会发生什么，重要的是要注意，这里研究的地质气候变化发生得极其缓慢。据美国国家航空航天局（NASA）称，人类引起的气候变化的速度比我们以前看到的要快 10 倍。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：