南极冰川融化如何成为整个地球气候的引爆点

南极冰川融化如何成为整个地球气候的引爆点
融化的南极冰可以在地球的另一端引发影响。
美国宇航局/简·彼得森

根据我们的分析,南极洲冰川的融化可能会引起地球另一边的迅速变暖 新的研究 其中详细描述了30,000多年前发生的这种突然的气候事件,其中北大西洋地区急剧升温。

自从2004大片以来,这个在地球系统中“引爆点”的想法已经有了一些不好的说唱 明天过后 据称显示了极地冰层融化如何引发全球变化。

但是,虽然电影肯定夸大了气候突变的速度和严重程度,但我们知道很多自然系统都容易被推入不同的运作模式。 格陵兰冰盖的融化,北极夏季海冰的退缩,以及全球海洋环流的崩溃,都是未来更加温暖的世界中潜在的脆弱性的例子。

当然,要预测地球系统的元素何时何地突然进入不同的状态是非常困难的。 一个关键的局限性是,历史气候记录往往太短,无法测试我们用来预测未来环境变化的计算机模型的技能,从而阻碍了我们计划潜在突变的能力。

但幸运的是, 自然界保留了大量的证据,使我们能够理解时间尺度的变化可能会发生多长时间.

核心价值

关于过去气候临界点最重要的信息来源之一是从格陵兰和南极冰盖钻出的公里长的冰芯,这些冰芯保存了详尽的详细信息 延伸到800,000年.

格陵兰冰芯记录 巨大的千年尺度的温度波动 在过去的90,000年间,在北大西洋地区已经发生过。 这些波动的规模是惊人的:在一些情况下,在几十年甚至几年的时间里,气温上升了16℃。

这二十五个主要所谓的 Dansgaard-Oeschger(DO)变暖事件 已被确定。 这些突然的温度变化发生得太快,不能由地球在太阳周围的慢变轨道引起。 令人着迷的是,当南极冰芯与格陵兰冰芯相比时,我们看到了一种“跷跷板”的关系:当它在北方变暖,南方变冷时,反之亦然。

试图解释这个双极跷跷板的原因传统上集中在北大西洋地区,包括融化的冰盖,海洋环流或风向的变化。

但正如我们的新研究表明,这可能不是DO事件的唯一原因。

我们的新论文, 今天发表在Nature Communications,表明另一种机制,起源于南极洲,也促成了这些在全球温度快速跷跷板。

知识树

我们知道已经有了 过去南极冰盖的重大崩溃,提高了这些可能已经使地球系统的一个或多个部分进入不同状态的可能性。 为了研究这个想法,我们分析了一个古老的新西兰贝壳杉树,它是从北部地区的达格维尔附近的一个泥炭沼泽中提取的,并且在几年前居住在29,000和31,000之间。

通过准确的约会,我们知道这棵树经历了短暂的DO事件,在此期间(如上所述),北半球的气温将会上升。 重要的是,在树木年轮中发现的大气放射性碳(或碳-14)的独特模式,使我们能够确定海洋和冰芯气候记录中保留的类似变化(后者使用铍-10,这是一种通过类似过程形成的同位素碳14)。 因此,这棵树使我们能够直接比较极地地区以外的DO事件中的气候变化,从而提供一个全球的图景。

我们发现的不寻常的事情是,温暖的DO事件与南半球的地表冷却400年一致 南极冰的一个主要撤退.

当我们通过其他气候记录搜索有关当时正在发生的事情的更多信息时,我们没有发现海洋环流变化的证据。 相反,我们发现澳大利亚东北部的热带太平洋海上风暴正在与400南部降温一致。

为了探索融化南极冰如何引起全球气候如此剧烈的变化,我们使用了一个气候模型来模拟大量淡水进入南大洋。 模式模拟都显示了相同的响应,与我们的气候重建相一致:无论释放到南大洋的淡水量如何,热带太平洋的表层水温都升高,导致风向变化,从而引发北大西洋也暖和了。

谈话今后的工作重点是什么导致南极冰盖如此巨大的退缩。 无论发生什么事情,似乎南方的冰川融化都可能推动全球的突然变化,我们应该在未来更加温暖的世界中意识到这一点。

作者简介

Chris Turney,地球科学和气候变化教授, 新南威尔士大学; 生物,地球和环境科学学院研究员Jonathan Palmer, 新南威尔士大学; Peter Kershaw,地球,大气和环境名誉教授, 蒙纳士大学; 史蒂芬Phipps,Palaeo冰盖模型工, 塔斯马尼亚大学,研究助理ZoëThomas, 新南威尔士大学

这篇文章最初发表于 谈话。 阅读 原创文章.

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