在冰河時期，全球平均海平面下降，因為大量海水以巨大的大陸冰川的形式儲存起來。到目前為止，最後一個冰河時期的數學模型無法協調海平面的高度和冰川群的厚度：所謂的“丟失的冰”問題。通過考慮到地殼、引力和固體地球的旋轉擾動的新計算，一個國際氣候研究小組成功地解決了這一差異。來自荷蘭皇家海洋研究所（NIOZ）的Paolo Stocchi博士參與了這項研究。

這項研究現已發表在《自然-通訊》雜誌上，可大大推進對過去氣候的研究，並有助於對未來海平面做出更好的預測。

Paolo Stocchi：”我們新的重建徹底改變了我們對最後一個冰河時期期間全球大陸冰塊質量的看法。最後一個冰河時期冰川的總質量比之前認為的小了20%，而且積累速度更快。”

不斷增長和融化的冰川

隨著冰期和暖期的交替，格陵蘭島、北美洲和歐洲的冰川在數万年的時間裡不斷地生長和縮小。以冰的形式儲存的水越多，海洋中的水就越少，也就是海平面越低。氣候研究人員想知道在未來幾百年人為氣候變化的過程中，冰川可能會融化多少，海平面會因此上升多少。為了做到這一點，他們要研究過去的情況。如果能成功地了解最後一個冰河時期和溫暖期冰川的生長和融化情況，那麼就可以得出未來的結論。

“丟失的冰的問題”

但這種對過去的探究是困難的，因為冰川的厚度和海平面的高度已經無法直接在事後測量。因此，氣候研究人員必須費盡心思地收集線索，用來重建過去。然而，根據收集到的線索不同，結果也不同，似乎相互矛盾。之前的模型和計算導致了所謂的”丟失的冰”之謎。

來自海洋地區的地質證據表明，在2萬年前的最後一個冰河時期，海平面可能比現在低120-140米。不過這些數據的不確定性相當大。為了解釋這些低海平面的原因，必須在全球範圍內凍結多達目前格陵蘭冰原質量的兩倍。然而，根據氣候模型，這些冰川質量不可能在當時有那麼大。而且，在高緯度地區也沒有地質學證據證明有這麼大的冰塊。

8萬年冰層和海平面變化準確重建

現在，由Evan Gowan博士領導的一個國際科學家小組用一種新方法解決了這個問題。其中包括荷蘭皇家海洋研究所的地球物理學家Paolo Stocchi博士。Paolo Stocchi博士說：“我們已經找到了一種方法來準確重建過去8萬年的冰原和海平面變化。”他通過將地殼、引力和固體地球的旋轉擾動納入其中，為創建新穎的全球冰原模型做出了貢獻。

他們的新模型通過納入海面和地殼的相對運動，解釋了過去局部海平面比現在低的原因。這樣一來，過去比今天低得多的局部海平面就可以被模擬出來，而不需要一個不切實際的巨大的全球冰塊。

通過觀察地球的地幔來了解冰川的行為

通過新的方法，科學家們最終調和了海平面和冰川質量。根據他們的計算，當時的海平面應該比現在低116米左右。在冰川質量方面沒有任何差異。

與之前的全球模型不同，研究團隊更仔細地考察了原冰川區附近和下方的地質條件，而不是遠方的海洋區域。山坡有多陡峭？冰川到達海洋的位置在哪裡？摩擦力是否干擾了冰流速度？以及乾擾程度如何？新模型包含了所有這些局部因素。它還考慮了冰和水負載引起的地殼變形。後者很重要，因為它們會改變陸地的地形，從而影響冰流，最終影響冰川的體積。

“地殼變形受固體地球物理參數（如粘度）的調節。” Paolo Stocchi說。事實上，地球的地幔在地質時間尺度上表現得像一種高粘性的流體，在波動的冰塊的重量下會發生變形。“通過假設地球地幔的不同粘度，我們模擬了陸地地形的不同演變，然後導致冰塊的不同情況。” 現在，這些可以與海洋地區的海洋地質證據相協調，而不需要額外的質量。

既定的同位素模型需要修改

Evan Gowan及其團隊的技術文章對多年來一直是科學標準的冰川質量估算方法進行了批判性的研究：測量氧同位素的方法。同位素是同一元素的原子，它們的中子數不同，因此重量也不同。例如，氧氣有較輕的氧16同位素和較重的氧18同位素。理論上說，輕的氧16從海中蒸發，重的氧18留在水中。相應地，在冰河時期，大陸大冰川形成，海中水量減少，海洋中的氧18濃度一定會增加。但事實證明，這種既定的方法在調和2萬年前和之前的海平面和冰川質量時，會產生差異。

“同位素模型多年來一直被廣泛用於確定冰川中的冰量，直至我們這個時代之前的數百萬年。我們的工作現在提出了對這種方法可靠性的懷疑，”Paolo Stocchi說。他現在的目標是利用新的模型來量化當前北海和瓦登海的地殼變形率，從而揭示當前氣候變化對區域相對海平面變化的實際貢獻。