研究发现,格陵兰岛的冰融化速度比过去1.2万年中的任何一个世纪都要快

来源:鲍勃·怀尔德/布法罗大学乐动安卓

这项研究将冰盖的现代衰落置于历史背景中,提供了一个强有力的视角,来观察本世纪冰盖的消失速度如何明显超过之前的变化

发布日期:2020年9月30日

视频:格陵兰岛的冰损

在格陵兰岛工作的科学家。这段视频描述了这项研究的发现,表明格陵兰岛在21世纪的冰流失速度可能远远超过过去1.2万年中所有世纪的速度。
“基本上,我们已经改变了我们的星球,因为这一世纪的冰盖融化的速度在于在过去的12,000年里,我们在冰盖的自然变异性上大于我们所看到的任何东西。如果我们不严厉减少温室气体排放,我们将吹出水。“
杰森博林纳,地质教授
乐动安卓

水牛,N.Y。 - 如果人类社会不急剧排除温室气体的排放,本世纪的格陵兰岛的冰损失可能会在过去的12,000年中大大,这是一个新的研究,这项新的研究结束了。

该研究将于9月30日在本质上发表。该研究采用了冰块建模,了解格陵兰冰盖的过去,现在和未来。科学家们使用了古老气候的新的,详细的重建来推动模型,并验证了冰盖现代和古代大小的现实世界测量模型。

研究人员说,这些发现将冰盖的现代衰落置于历史背景下,突显出21世纪的预计损失可能是多么极端和不寻常。

“基本上,我们已经改变了我们的星球,因为这一世纪的冰盖融化的速度在于在过去的12,000年里,我们在冰盖的自然变异性上大于我们所看到的任何东西。如果我们不严厉减少温室气体排放,我们将把它吹出水,“布法罗艺术和科学院大学地质教授博士博林纳说。乐动安卓布林德领导了协作研究,协调来自多个学科和机构的科学家的工作。

从左到右:格陵兰岛的科学家Alia Lesnek, Jessica Badgeley, Allison Cluett, Brandon Graham, Nicolás Young和Jason Briner。领导这项研究的Lesnek, Badgeley, Cluett, Young和Briner是《自然》杂志这篇新论文的合著者。信贷:杰森·布林

“如果世界是一个巨大的能量饮食,符合一个场景,政府间气候变化专门委员会称RCP2.6,我们的模型预测,本世纪格陵兰冰盖的质量损失只会略高于任何有经验的在过去的12000年里,”布林补充道。“但是,更令人担忧的是,在高排放的RCP8.5情景下——格陵兰冰盖现在正在遵循的情景——质量损失的速度可能是过去12000年自然气候变化下最高值的4倍。”

他和同事们表示,研究结果再次表明,世界各国现在有必要采取行动,减少排放,减缓冰盖的下降,减缓海平面上升。这项研究主要由美国国家科学基金会资助。

将冰板造型与现场工作相结合,现实生活观察

格陵兰冰盖的边缘。信贷:杰森·布林

这项研究汇集了来自UB、NASA喷气推进实验室(JPL)、华盛顿大学(UW)、哥伦比亚大学拉蒙特-多尔蒂地球天文台(LDEO)、加州大学欧文分校(UCI)和其他机构的气候模型学家、冰芯科学家、遥感专家和古气候研究人员。

这个多学科研究小组使用了最先进的冰原模型来模拟格陵兰冰原西南部分的变化,从大约1.2万年前的全新世开始,一直延伸到2100年,共80年。

科学家从格陵兰的巨石中收集样品。这些样品含有化学同位素,可以帮助科学家决定冰盖的古老边界。信贷:杰森·布林

科学家通过对比模型的模拟结果和历史证据来测试模型的准确性。模型的结果与近几十年来卫星和航空调查对冰盖进行的实际测量数据,以及确定冰盖古代边界的实地工作数据吻合得很好。

虽然该项目集中在格陵兰西南部,但研究表明,冰损率的变化往往会在整个冰盖上的变化紧密相对应。

“我们依靠同一个冰板模型来模拟过去,现在和未来,”UW地球和空间科学部的博士学生博士·贝格格利联合作者Jessica Badgeley说。“因此,我们通过这些时间段的冰块质量变化的比较是内部一致的,这使得过去和投影冰盖之间的稳健比较变化。”

为了研究冰盖的古老边界,科学家们访问了格陵兰岛的偏远地区,那里只有直升机才能到达。信贷:杰森·布林

合著者Joshua Cuzzone博士是UCI的助理项目科学家,他作为喷气推进实验室和UCI的博士后研究员完成了这项研究的大部分工作。他说:“我们已经显著提高了对未来格陵兰岛变化异常程度的理解。”“这项工作代表了多学科科学和合作的巨大成功,并代表了未来成功的多学科工作的框架。”

Cuzzone和其他研究人员在UCI和喷气推进实验室领导冰盖建模,利用华盛顿大学的同事们的工作,用冰核的数据创建地图的研究地区的气温和降水用于驱动冰盖模型模拟了1850年。之前发表的气候数据被用来驱动该日期之后的模拟。

研究报告的合著者、布法罗大学地质学助理教授伊丽莎白·托马斯从格陵兰岛乐动安卓的一块巨石上收集了样本。这些样本含有化学同位素,可以帮助科学家确定冰盖的古代边界。左边是该研究的合著者Nicolás Young,他是哥伦比亚大学拉蒙特-多尔蒂地球天文台的副教授。信贷:杰森·布林

UB和LDEO的科学家在实地工作中合作,通过识别数千年前格陵兰岛西南部冰盖的边界,帮助验证了该模型。

“在坐在冰片上的巨石上测量铍 - 10,建立了一个非常详细的地质历史,这些历史如何通过坐在冰碛的巨石上衡量铍 - 10,”Ldeo副教授副教授联合作者尼古拉·杨说。“冰片是大堆的碎片,你可以在标记冰盖或冰川的前缘的景观中找到。铍-10测量告诉你,博尔德和冰碛坐在那里多久,因此在冰盖在那个准确的地方沉积并沉积巨石时,请告诉你。

“令人惊讶的是,该模型很好地再现了地质重建。这给了我们信心,冰盖模型表现良好,并给了我们有意义的结果。你可以建立任何你想要的模型,你的模型总是会给出答案,但我们需要一些方法来确定模型是否做得很好。”

格陵兰冰盖的连续时间表

研究共同作者艾莉森克鲁特和Alia Lesnek检查了来自格陵兰湖的湖翼泥。这些样本有助于科学家重建冰盖的古代边界。Cluett是Buffa乐动安卓lo Phd学生的大学,Lesnek是Buffalo博士毕业生和新罕布什尔大学博士学者的大学。信贷:杰森·布林

Briner说,该研究通过创造了格陵兰冰盖的过去,现在和未来的时间表进行了重要贡献。结果是Sobering。

“我们有很长的温度变化时间线,从过去到现在到未来,这些时间线显示了温室气体对地球温度的影响,”布里纳说。“现在,我们第一次有了一个从过去到现在再到未来的很长的时间轴,来了解温度的影响——以格陵兰冰盖融化的形式。它所展示的让人大开眼界。”

哥伦比亚大学的林晶型大型地球天文台尼古拉青年,从格陵兰州收集一件巨石的样品。这些样本含有化学同位素,可以帮助科学家确定冰盖的古代边界。信贷:杰森·布林

“格陵兰冰板造成粗糙的形状并没有秘密,并以较高的速度失去冰,”年轻人说。“But if someone wants to poke holes in this, they could simply ask, ‘how do you know this isn’t just part of the ice sheet’s natural variability?’ Well, what our study suggests is that the rate of ice loss for this century will exceed the rate of ice loss for any single century over the last 12,000 years. I think this is the first time that the current health of the Greenland Ice Sheet has been robustly placed into a long-term context."

尽管有这些发人深省的结果,但从该模型对未来的预测中得出的一个重要结论是,世界各地的人们和国家仍然有可能通过减少排放来产生重要的影响,Briner说。RCP2.6和RCP8.5情景的模型产生了非常不同的结果,高排放情景导致冰盖健康状况大幅下降,海平面显著上升。

该研究的第一作者,布法罗大学地质学教授杰森·布里纳(乐动安卓右),与明尼苏达大学气候科学助理教授、布法罗大学前博士后学者海蒂·鲁普在格陵兰。信贷:伊丽莎白·托马斯

“我们的调查结果却是另一个叫醒电话,特别是对于美国这样的国家,”Briner说。“美国人每人使用比世界上任何其他国家更多的能量。我们的国家在今天的大气中产生了更多的二氧化碳,而不是其他任何国家。美国人需要进行能量饮食。最富裕的美国人拥有最高能量足迹,可以提供生活方式的变化,脱离较少,安装太阳能电池板并驾驶节能车辆。“

“这项研究表明,未来的冰损可能大于全新世的冰层 - 除非我们将来遵循低碳排放情景,”Badgeley说。

2017年8月,华盛顿大学的Jessica Badgeley和布法罗大学的Alia Lesnek在格陵兰岛收集了岩石样本。乐动安卓该研究使用岩石中的铍同位素来获取格陵兰西南冰川边缘在不同时间的日期,以便将它们的年龄和位置与格陵兰冰盖大小的模型变化进行比较。资料来源:Nicolás Young /哥伦比亚大学

该研究的作者包括Jason P. Briner,Alia J. Lesnek,伊丽莎白K. Thomas,Allison A. Cluett和Beff大学的Cluett和Beata Csatho;乐动安卓Joshua K.来自加利福尼亚大学,Irvine(UCI)和NASA的喷射推进实验室(JPL)的Cuzzone;Jessica A. Badgeley,埃里克J. Steig和华盛顿大学的Gregory J. Hakim;来自哥伦比亚大学的Lamont Doherty地球天文台的尼古拉E.年轻和Joerg Schaefer;来自UCI的Mathieu Morlighem;Nicole-Jeanne Schlegel和JPL的埃里克拉尔;杰西V.蒙大拿大学的Johnson和Jacob Downs;来自UniversitéduquébecàMintréal的Estelle Allan和Anne De Vernal;从丹麦和格陵兰地质调查的OLE Bennike;来自Nasa的戈达德太空飞行中心的Sophie Nowicki,他在2020年秋季加入了UB的教师。

除了NSF外,研究还获得了加拿大自然科学和工程研究委员会的支持,Fonds de Recherche duQuébec,美国宇航局和G. unger vetlesen基金会。

为了研究冰盖的古代边界,科学家们前往格陵兰岛的偏远地区收集岩石和湖床泥的样本,这些样本为冰盖的古代边缘提供了线索。信贷:杰森·布林

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