地质记录表明南极冰盖在末次冰消期(约1.8万-1.1万年前)曾存在⼏次快速的退缩过程,可能与冰下融⽔排放导致的冰盖失稳有关。
中国科学院南京地质古⽣物研究所副研究员李涛,联合英国布⾥斯托尔⼤学、英国圣安德鲁斯⼤学和南京⼤学,利⽤南⼤洋德雷克海峡的深海珊瑚样品,获得了末次冰消期以来⾼分辨率南⼤洋中层海⽔铀同位素演化记录,进⽽揭示了冰下融⽔的释放与冰盖退缩、海平⾯上升之间的直接联系,为预测未来南极冰盖可能的变化提供了重要参考。
⼤陆冰盖底部的⽔⽂过程对冰盖的稳定性具有显著影响,因⽽备受关注。随着压⼒的增加与温度的升⾼,冰盖深部的固态冰会逐渐转化为液态融⽔,在冰盖底部形成许多⼤⼩不⼀的冰下湖泊。当⼤陆冰盖不稳定时,冰下湖泊储存的冰川融⽔可能在数⽉到数年时间内排⼲,⽽冰川融⽔的排放过程会反过来影响冰盖的稳定性,导致冰架崩塌速度的加快。
前⼈研究发现,冰盖底部岩⽯颗粒表⾯释放的234U会在冰下融⽔中不断累积,导致冰下融⽔通常具有较⾼的铀同位素值(234U/238U)。研究通过分析南⼤洋德雷克海峡的深海珊瑚样品,获得了末次冰消期以来⾼分辨率南⼤洋海⽔铀同位素演化记录。数据显示,过去1.54万年到1.4万年之间,部分深海珊瑚样品的铀同位素组成存在明显的升⾼。
这⼀时期南⼤洋海⽔铀同位素的异常与冰阀碎屑通量的极⾼值、融⽔脉冲事件1A(Meltwater Pulse 1A, MWP-1A)与全球海平⾯的快速上升具有很好的对应关系,指示了冰下融⽔释放和冰盖退缩、海平⾯上升之间的直接联系。