皮特凯恩岛

南极隐患世界上最强大的水流正在加速,并可


南极环极洋流之前已经加速,最近的发现证实它再次发生。

它携带的水量是世界上所有河流总和的多倍。它从海洋表面一直延伸到底部,直径可达2,公里。它连接印度洋、大西洋和太平洋,在调节全球气候方面发挥着关键作用。

南极环流在最南端的大陆上不断旋转,是迄今为止世界上最强大和最重要的水推动者。近几十年来,它一直在加速,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,以及电流是否会抵消或放大变暖的一些影响。

在一项新的研究中,一个国际研究小组使用来自地球上最粗糙和最偏远水域的沉积物岩芯来绘制过去50万年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,洋流与地球温度同步移动,在寒冷时期减慢速度,在温暖时期加速-加速加剧了南极洲冰层的重大损失。这表明,随着人为引起的变暖的进行,今天的加速将继续。这可能会加速南极洲冰层的浪费,增加海平面,并可能影响海洋从大气中吸收碳的能力。

研究结果刚刚发表在《自然》杂志上。

目前的观测和地质发现

“这是地球上最强大、最快的水流。它可以说是地球气候系统中最重要的电流,“该研究的合著者GiselaWinckler说,他是哥伦比亚大学Lamont-Doherty地球天文台的地球化学家,他共同领导了沉积物采样探险。她说,这项研究“意味着南极冰层的退缩或崩溃在机制上与ACC流量的增加有关,这是我们今天在全球变暖下观察到的情况。

钻井船JOIDESResolution上的新鲜沉积物岩芯。它们在温暖时期显示出更强劲的水流,而在寒冷时期则显示出较慢的水流。图片来源:吉塞拉·温克勒

ACC的条件是在大约万年前设定的,当时构造力量将南极洲与更北的其他大陆块分开,冰盖开始堆积;人们认为,洋流在万至1万年前开始以现代形式流动。在持续的西风的推动下,在没有陆地阻挡的情况下,它以每小时约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。

科学家观察到,在过去40年中,南大洋的风力增加了约40%。除其他外,这加速了ACC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转移到南极洲巨大的浮冰架,从而阻止了更广阔的内部冰川。在南极洲的部分地区,特别是在西部,这些温暖的海水正在吞噬冰架的底部-这是它们浪费的主要原因,而不是使气温升高。

“如果你把冰块留在空气中,需要相当长的时间才能融化,”温克勒说。“如果你把它与温水接触,它会迅速消失。

“这种冰的损失可以归因于向南的热量输送增加,”该研究的主要作者,德国阿尔弗雷德韦格纳研究所的弗兰克·拉米说。“更强的ACC意味着更温暖的深水到达南极洲的冰架边缘。

在强风的推动下,南极环极洋流顺时针旋转,环绕南部大陆。较热的颜色代表较高的速度;红点是钻探地点。图片来源:吉塞拉·温克勒

通过一系列复杂的过程,环绕南极洲的海水目前也吸收了人类引入大气的约40%的碳。目前尚不清楚ACC的加速是否会损害这一点,但一些科学家担心它会。

这项研究涉及来自十几个国家的约40名科学家。在海上,在钻探船JOIDESResolution上,研究人员收集了ACC附近的海底沉积物,尼莫角位于太平洋西南部,距离陆地最远,甚至距离小小的皮特凯恩群岛约2,公里。这次为期两个月的巡航于年5月至7月进行,当时正值南方严冬,日光很少,海浪高达20米,威胁着这艘船。

该船的船员将一根钻柱从海面投放到海底约,米处。然后,他们穿透地板并移除了每个米和米的薄沉积物岩芯。利用先进的X射线技术,科学家们后来分析了数百万年来形成的地层。由于较小的粒子在电流缓慢时往往会沉降,而较大的粒子在电流快时往往会沉降,因此他们能够绘制出ACC速度随时间变化的分数。与过去12,年的平均流量相比-自最后一个冰河时代以来的时期,包括人类文明的发展-流量在寒冷时期下降了一半,有时在温暖时期几乎翻了一番。

利用之前对西南极冰盖的研究,他们将快速流动的时期与反复的冰退缩联系起来。当冰川前进时,寒冷的时期打断了这些。50万年记录中最温暖的延长时期是在上新世,大约在万年前结束。在那之后,出现了一个被称为更新世的时期,当时数十个寒冷的冰期与所谓的间冰期交替出现,当温度升高时,水流加速,冰层回落。目前,西南极冰盖的大部分地区都冻结在海平面以下的陆地上,因此极易受到温暖海水的入侵。如果它完全融化,它将使全球海平面上升约英尺。

“这些发现提供了地质证据,支持随着全球变暖的持续,ACC流量进一步增加,”研究人员在他们的论文中写道。“如果属实,随着气候变暖,未来ACC流量的增加将标志着仪器记录中观察到的模式的延续,并可能产生负面后果。




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