研究表明过去海平面的上升幅度可能没有此前估计的那么高

据外媒报道,对巴哈马海岸线海岸沉积物进行的一项新研究可能会改变对过去海平面的估计。目前气候科学的一个谜团是围绕着广泛接受的证据,即在地球最近的自然温暖期,大约12.8万到11.7万年前,全球海平面达到顶峰,比今天高6到9米(20或30英尺)。而且,在那个所谓的最后一个间冰期,气温仅比工业化前的温度高1或2摄氏度。

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研究人员表示,只有格陵兰岛或南极洲的冰盖崩塌才会产生这样的洪水。如果现在发生这种情况,它将淹没人类世界的大部分地区。然而,至少到目前为止,未来海平面上升的模型通常在未来100年内徘徊在一米左右。

在一项新研究中,哥伦比亚大学Lamont-Doherty 地球观测站的一个团队认为他们有一个答案。他们说,研究人员在检查各海岸线过去的海平面迹象时,可能没有准确纠正陆地本身的长期变化。根据在整个巴哈马群岛进行的新的精密测量以及分析数据的新方法,研究人员对上一次间冰期的估计有所降低--尽管仍然令人生畏。他们说,海平面至少比今天高1.2米(4英尺)--大致上符合目前对未来100年左右的大多数模型。然而,他们说,水平可能更高。他们说,一个不太可能的上限是5.3米(17英尺)。这项研究出现在本周的《美国国家科学院院刊》上。

“为了达到9米的海平面上升,必须融化格陵兰和南极洲的大部分地区,”主要作者Blake Dyer说。“这表明这并没有发生。因此,也许我们应该对未来感到不那么糟糕。另一方面,我们较低的估计是糟糕的,而我们较高的估计是非常糟糕的。”

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这项新研究的关键是:随着冰原的形成,它们会压迫其下的土地这一事实。在大约15000年前的最后一次冰川时期,覆盖北美北部的冰块将土地压低了数百米。但是,在一个地方下降的东西会在另一个地方上升,就像你挤压一个橡胶球或内胎一样。在冰雪地区之外的这些必然的变形仍然没有得到很好的理解;它们可能在几百或几千年的时间里移动数百或数千英里。它们主要在柔韧的地幔中移动,大约在100到1000公里深的地方,然后再鼓起回到表面。然后,当冰雪融化时,这个过程会发生逆转;以前被冰雪覆盖的地区会反弹,而边缘的地区会下沉,以缓慢的“跷跷板”方式。

显然,这种冰川后地壳运动,可以歪曲对过去水位的估计,而且气候科学家一直在努力准确地调整它们。例如,以前的研究表明,来自北美冰川的地形波纹已经沿着美国东海岸,一直延伸到巴哈马群岛。当冰层较高时,这就把这些岛屿向上推,而当冰层融化时,又慢慢把它们放下来。但究竟有多少,以及什么时候,还不清楚。为了找出更多,研究人员对这些岛屿的海岸沉积物进行了非常详细的研究。

巴哈马群岛从北到南长达1200公里,这使得它们成为研究冰川后地壳运动的理想之地。从理论上讲,隆起和沉降的周期在靠近冰层的地方会更大,而在更南的地方会逐渐减弱,这在群岛的沿海沉积物中可以得到证明。这正是研究人员所发现的。

沿着七个岛屿的海岸线跋涉,该小组准确地测量了不同种类的地质构造的海拔,包括珊瑚礁化石;古代海滩和近岸沙层的边缘化石;以及化石沙丘。他们在每个岛上都发现了类似的年龄序列,但它们的海拔高度因纬度不同而不同。这意味着这些变化不可能仅由水位产生;必须考虑陆地的运动。把所有的测量结果放在一起,他们得出结论,北方的岛屿在间冰期可能下沉了10米,而南方的岛屿只下沉了大约6米。他们将这些发现与数百个不同的模型结合在一起,这些模型描述了冰川后地壳运动如何在地球上移动,并将计算结果转换成全球海平面。这产生了新的、较低的估计。

Lamont-Doherty 地球动力学家Jacqueline Austermann说:“我们对未来的许多估计都是基于我们对过去的观察,所以这直接影响了我们的预测。如果我们较低的估计是真实的,这意味着冰原将对变暖作出反应,但也许不像我们想象的那样剧烈。”

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该研究的一个收获是:对上个冰期海平面上升的更高估计的证据来自许多其他地方,包括地中海、印度洋和澳大利亚。新研究的作者认为,以前的分析可能部分是基于一个错误的前提,即12.8万年前覆盖北美的冰盖与最近的冰盖大小相同。新的研究表明,事实上以前的冰盖比较小,这可能影响了其他地点的计算。以前的估计也可能受到关于覆盖斯堪的纳维亚半岛、北欧和俄罗斯西北部的独立冰层规模的假设的影响。

另外,上一次间冰期的温暖温度是由几千年来地球对太阳方向的变化慢慢产生的,可能没有同时影响到两极。研究报告的共同作者、Lamont-Doherty 研究所所长和新成立的哥伦比亚气候学院的联合院长Maureen Raymo莫说,这可能意味着当一些极地地区失去冰块时,其他地区可能正在增加。这将有助于平衡事情,限制全球海平面上升。"这仍然是一个问题。冰原的模型仍然处于‘幼儿期’,"她说。她指出,人类的碳排放现在对全球的加热要比上一个间冰期快得多,也均匀得多,所以不能保证有任何这种缓冲。“这使得将这些结果应用于今天更加困难,”她说。“容易的说法是,‘哦,我们表明海平面没有那么糟糕,这很了不起’。更难的答案,更诚实的答案是,也许当时的情况不同,而我们并不清楚。”

这项研究并不是第一个对最后一个冰期提出较低海平面估计的研究。去年,俄勒冈州立大学的Peter Clark 领导的一项研究表明,海平面可能已经上升了4米左右。然而,该研究是严格基于建模,而不是像新的研究那样基于新的地质证据。

罗格斯大学的气候科学家Robert Kopp说,这项研究“应该激发我们对上一次冰期的理解或我们认为的理解进行实质性的批判性评估”,他的工作被广泛引用为上一次冰期海平面大幅上升的证据。鉴于它是基于一个单一的区域,我认为它应该被看作是对现行评估的另一种假设(而不是)新的最佳估计”。他说,下一步将是重新审查其他地区。

研究人员计划这样做,并且已经在研究对丹麦、法国、英国和南非的站点进行新的评估。

马萨诸塞大学阿默斯特分校研究极地气候变化的科学家Robert DeConto在谈到这项研究时说:"我的猜测是,这并不是关于(最后一次冰期)海平面的最后说法。相当大的不确定性,以及海平面远高于1.2米的可能性仍然存在。"

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