研究表明過去海平面的上升幅度可能沒有此前估計的那麼高

據外媒報道,對巴哈馬海岸線海岸沉積物進行的一項新研究可能會改變對過去海平面的估計。目前氣候科學的一個謎團是圍繞着廣泛接受的證據,即在地球最近的自然溫暖期,大約12.8萬到11.7萬年前,全球海平面達到頂峰,比今天高6到9米(20或30英尺)。而且,在那個所謂的最後一個間冰期,氣溫僅比工業化前的溫度高1或2攝氏度。

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研究人員表示,只有格陵蘭島或南極洲的冰蓋崩塌才會產生這樣的洪水。如果現在發生這種情況,它將淹沒人類世界的大部分地區。然而,至少到目前為止,未來海平面上升的模型通常在未來100年內徘徊在一米左右。

在一項新研究中,哥倫比亞大學Lamont-Doherty 地球觀測站的一個團隊認為他們有一個答案。他們說,研究人員在檢查各海岸線過去的海平面跡象時,可能沒有準確糾正陸地本身的長期變化。根據在整個巴哈馬群島進行的新的精密測量以及分析數據的新方法,研究人員對上一次間冰期的估計有所降低–儘管仍然令人生畏。他們說,海平面至少比今天高1.2米(4英尺)–大致上符合目前對未來100年左右的大多數模型。然而,他們說,水平可能更高。他們說,一個不太可能的上限是5.3米(17英尺)。這項研究出現在本周的《美國國家科學院院刊》上。

“為了達到9米的海平面上升,必須融化格陵蘭和南極洲的大部分地區,”主要作者Blake Dyer說。“這表明這並沒有發生。因此,也許我們應該對未來感到不那麼糟糕。另一方面,我們較低的估計是糟糕的,而我們較高的估計是非常糟糕的。”

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這項新研究的關鍵是:隨着冰原的形成,它們會壓迫其下的土地這一事實。在大約15000年前的最後一次冰川時期,覆蓋北美北部的冰塊將土地壓低了數百米。但是,在一個地方下降的東西會在另一個地方上升,就像你擠壓一個橡膠球或內胎一樣。在冰雪地區之外的這些必然的變形仍然沒有得到很好的理解;它們可能在幾百或幾千年的時間裡移動數百或數千英里。它們主要在柔韌的地幔中移動,大約在100到1000公里深的地方,然後再鼓起回到表面。然後,當冰雪融化時,這個過程會發生逆轉;以前被冰雪覆蓋的地區會反彈,而邊緣的地區會下沉,以緩慢的“蹺蹺板”方式。

顯然,這種冰川后地殼運動,可以歪曲對過去水位的估計,而且氣候科學家一直在努力準確地調整它們。例如,以前的研究表明,來自北美冰川的地形波紋已經沿着美國東海岸,一直延伸到巴哈馬群島。當冰層較高時,這就把這些島嶼向上推,而當冰層融化時,又慢慢把它們放下來。但究竟有多少,以及什麼時候,還不清楚。為了找出更多,研究人員對這些島嶼的海岸沉積物進行了非常詳細的研究。

巴哈馬群島從北到南長達1200公里,這使得它們成為研究冰川后地殼運動的理想之地。從理論上講,隆起和沉降的周期在靠近冰層的地方會更大,而在更南的地方會逐漸減弱,這在群島的沿海沉積物中可以得到證明。這正是研究人員所發現的。

沿着七個島嶼的海岸線跋涉,該小組準確地測量了不同種類的地質構造的海拔,包括珊瑚礁化石;古代海灘和近岸沙層的邊緣化石;以及化石沙丘。他們在每個島上都發現了類似的年齡序列,但它們的海拔高度因緯度不同而不同。這意味着這些變化不可能僅由水位產生;必須考慮陸地的運動。把所有的測量結果放在一起,他們得出結論,北方的島嶼在間冰期可能下沉了10米,而南方的島嶼只下沉了大約6米。他們將這些發現與數百個不同的模型結合在一起,這些模型描述了冰川后地殼運動如何在地球上移動,並將計算結果轉換成全球海平面。這產生了新的、較低的估計。

Lamont-Doherty 地球動力學家Jacqueline Austermann說:“我們對未來的許多估計都是基於我們對過去的觀察,所以這直接影響了我們的預測。如果我們較低的估計是真實的,這意味着冰原將對變暖作出反應,但也許不像我們想象的那樣劇烈。”

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該研究的一個收穫是:對上個冰期海平面上升的更高估計的證據來自許多其他地方,包括地中海、印度洋和澳大利亞。新研究的作者認為,以前的分析可能部分是基於一個錯誤的前提,即12.8萬年前覆蓋北美的冰蓋與最近的冰蓋大小相同。新的研究表明,事實上以前的冰蓋比較小,這可能影響了其他地點的計算。以前的估計也可能受到關於覆蓋斯堪的納維亞半島、北歐和俄羅斯西北部的獨立冰層規模的假設的影響。

另外,上一次間冰期的溫暖溫度是由幾千年來地球對太陽方向的變化慢慢產生的,可能沒有同時影響到兩極。研究報告的共同作者、Lamont-Doherty 研究所所長和新成立的哥倫比亞氣候學院的聯合院長Maureen Raymo莫說,這可能意味着當一些極地地區失去冰塊時,其他地區可能正在增加。這將有助於平衡事情,限制全球海平面上升。”這仍然是一個問題。冰原的模型仍然處於‘幼兒期’,”她說。她指出,人類的碳排放現在對全球的加熱要比上一個間冰期快得多,也均勻得多,所以不能保證有任何這種緩衝。“這使得將這些結果應用於今天更加困難,”她說。“容易的說法是,‘哦,我們表明海平面沒有那麼糟糕,這很了不起’。更難的答案,更誠實的答案是,也許當時的情況不同,而我們並不清楚。”

這項研究並不是第一個對最後一個冰期提出較低海平面估計的研究。去年,俄勒岡州立大學的Peter Clark 領導的一項研究表明,海平面可能已經上升了4米左右。然而,該研究是嚴格基於建模,而不是像新的研究那樣基於新的地質證據。

羅格斯大學的氣候科學家Robert Kopp說,這項研究“應該激發我們對上一次冰期的理解或我們認為的理解進行實質性的批判性評估”,他的工作被廣泛引用為上一次冰期海平面大幅上升的證據。鑒於它是基於一個單一的區域,我認為它應該被看作是對現行評估的另一種假設(而不是)新的最佳估計”。他說,下一步將是重新審查其他地區。

研究人員計劃這樣做,並且已經在研究對丹麥、法國、英國和南非的站點進行新的評估。

馬薩諸塞大學阿默斯特分校研究極地氣候變化的科學家Robert DeConto在談到這項研究時說:”我的猜測是,這並不是關於(最後一次冰期)海平面的最後說法。相當大的不確定性,以及海平面遠高於1.2米的可能性仍然存在。”

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