上個(gè)月，大氣中二氧化碳(CO2)的平均濃度攀升至接近百萬(wàn)分之418，這是地球上數(shù)百萬(wàn)年來(lái)從未見(jiàn)過(guò)的水平。為了了解我們的未來(lái)可能會(huì)發(fā)生什么，科學(xué)家一直在尋找更深的過(guò)去?，F(xiàn)在，馬薩諸塞州阿默斯特大學(xué)的最新研究將氣候，冰原和植被模型模擬與一系列不同的氣候和地質(zhì)情況相結(jié)合，為了解南極冰原的深厚歷史以及我們的行星未來(lái)打開(kāi)了最清晰的窗口可能會(huì)舉行。

南極冰蓋吸引了科學(xué)界的特別興趣，因?yàn)樗?ldquo;地球氣候系統(tǒng)中的關(guān)鍵，影響從海洋循環(huán)到氣候的一切”，地球科學(xué)博士和論文的領(lǐng)導(dǎo)安娜·露絲·哈爾伯施塔特(Anna Ruth Halberstadt)說(shuō)。作者，最近發(fā)表在《地球與行星科學(xué)快報(bào)》上。此外，冰蓋中含有足夠的冷凍水，可以使當(dāng)前海平面上升57米。

然而，很難準(zhǔn)確地重建中新世中期的南極氣候。研究人員可以運(yùn)行模型，但是如果沒(méi)有用于檢查模型的地質(zhì)數(shù)據(jù)，則很難選擇哪種模擬是正確的。相反，研究人員可以從地質(zhì)數(shù)據(jù)推斷出來(lái)，但是這些數(shù)據(jù)點(diǎn)僅提供局部快照，而不提供更廣泛的氣候背景。Halberstadt說(shuō)：“我們既需要模型也需要地質(zhì)數(shù)據(jù)，才能完全了解任何東西。” 最后一個(gè)復(fù)雜的因素是：地質(zhì)。南極洲被南極山脈一分為二，任何南極洲深厚歷史的清晰畫面都必須能夠解釋該山脈緩慢上升的原因。哈爾伯施塔特說(shuō)：“在不知道海拔高度的情況下，很難解釋地質(zhì)記錄。

Halberstadt和她的同事(包括新西蘭和英國(guó)的研究人員)設(shè)計(jì)了一種獨(dú)特的方法，將冰蓋模型與氣候模型結(jié)合在一起，同時(shí)還模擬了每種氣候模型情景下可能生長(zhǎng)的植被類型。該團(tuán)隊(duì)使用歷史地質(zhì)數(shù)據(jù)集(包括過(guò)去的溫度，植被和冰川鄰近度等已知的古氣候數(shù)據(jù)點(diǎn))來(lái)對(duì)模擬氣候進(jìn)行基準(zhǔn)測(cè)試。接下來(lái)，研究小組使用基準(zhǔn)模型運(yùn)行來(lái)推斷哪些CO2和構(gòu)造模型方案滿足已知的地質(zhì)約束。最后，哈爾伯施塔特(Halberstadt)和她的同事們推斷了整個(gè)的冰川狀況。

在國(guó)家科學(xué)基金會(huì)(NSF)的支持下，這項(xiàng)研究在中新世中期最暖的環(huán)境條件下重建了厚厚但減少的冰蓋。在該模型中，盡管南極洲冰蓋的邊緣已顯著縮小，但更大的降水導(dǎo)致了冰蓋內(nèi)部區(qū)域的增厚。研究小組的模型進(jìn)一步表明，南極威爾克斯盆地地區(qū)的冰在冰川期推進(jìn)，而在間冰期則退縮。威爾克斯盆地被認(rèn)為對(duì)未來(lái)的變暖特別敏感，并可能導(dǎo)致未來(lái)海平面上升。

哈爾伯施塔特說(shuō)：“南極的古氣候?qū)α私馕磥?lái)至關(guān)重要。”