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冰川融化并落入大海的终点。图源:Bernhard Staehli/ iStockphoto/ Getty Images

了解冰层对气候变化的反应速度对于预测当前全球变暖的影响至关重要。一项研究1由意大利研究人员领导的这项研究现在重建了巴芬湾和拉布拉多海之间的亚极地地区的海冰覆盖是如何在36000年到44000年前的最后一个冰河时代的十年之间演变的。

意大利国家研究委员会(CNR)大气与气候科学研究所(ISAC)的研究员、该论文的第一作者Federico Scotto解释说:“最后一次冰期被30至40年期间的气候变暖所打断,导致温度上升高达15°C。然后是冷却阶段,可能持续1000至2000年。”

在这些加热和冷却循环中,有25个被称为Dansgaard-Oeschger (D-O)事件,发生在最后一次冰川作用期间。研究小组通过分析2012年在格陵兰岛西北部提取的NEEM(北格陵兰岛Eemian ice Drilling)冰芯,详细研究了其中四个冰川,以评估海冰的响应。研究人员评估了冰芯中溴和钠的含量,并将它们与海水中的含量进行了比较。然后,他们使用高分辨率的氧同位素记录来确定温度变化。通过在拉布拉多海的沉积物核心中寻找特定的生物标志物,从NEEM核心中获得的数据得到了证实。这些生物标志物是生活在海冰上的微生物产生的化学物质,它们为冰盖和海洋之间的水交换提供了证据。

“通过我们的研究,我们无法确定海冰融化是否是大气变暖的原因,反之亦然,”中国国家科学研究中心极地科学研究所(ISP)研究员、通讯作者安德烈·斯波拉尔(Andrea spoolaor)说。“然而,我们第一次提供了一种可能的解释,解释了静止的寒冷阶段和静止间的温暖阶段之间发生了什么。由于变暖,海冰在被季节性冰取代之前会向北退缩,而季节性冰需要开阔的海洋条件才能形成。”

该研究实现了每个样本约3至5年的时间分辨率,比之前仅实现约60至120年的时间分辨率的研究有了很大改进。斯波拉尔说:“以前的分析已经使识别温度的突然变化成为可能,但没有我们的细节程度。”研究人员得出结论,海冰对温度变化的反应非常迅速,在十年的时间里,从厚的持久冰芯转变为开阔的海洋和季节性的冰,反之亦然。在目前的全球气候下,海冰的厚度可以在几年内达到5米,因此冰河时代的冰盖很可能比现在更厚。

这项研究还包括来自威尼斯Ca ' Foscari大学,帕多瓦大学和其他国际机构的研究人员,发表在《世界卫生组织》上美国国家科学院院刊