斯維斯冰川（Thwaites Glacier）坐落在南極洲一望無際的荒野中，在南極大陸西部邊疆綿延約80 英里，令人印象深刻。儘管規模宏大，但這一巨大的冰川面臨著令人擔憂的失衡問題，每年流失的冰量約為500 億噸，超過了從降雪中獲得的冰量。這種嚴重的不平衡使冰川的穩定性岌岌可危。

自1940 年代以來，由於氣候變遷和厄爾尼諾現象的影響，南極洲的斯維斯冰川（Thwaites Glacier）冰層大量流失，導致全球海平面上升了4%。研究人員強調，海洋和大氣環流變化等外部因素導致了冰川的不斷後退，凸顯了了解這些動態變化對於預測未來海平面上升的重要性。資料來源：羅伯特-拉特

自1970 年代以來，人們就觀察到冰川加速流失，但直到現在，人們還不清楚這種顯著的融化是從何時開始的。休士頓大學的研究人員在《美國科學院院刊》（PNAS）上發表的一項新研究表明，冰川的大幅後退始於20 世紀40 年代。他們對斯維斯冰川的研究結果與先前研究松島冰川退縮的結果不謀而合，後者發現冰川退縮也始於上世紀40 年代。

「我們的研究特別重要的一點是，這種變化不是隨機的，也不是某個冰川特有的，」通訊作者雷切爾-克拉克（Rachel Clark）說，”它是氣候變遷大背景下的一部分。你不能忽視冰川上發生的一切。」她去年從哈佛大學畢業，並獲得了地質學博士學位。她去年從哈佛大學畢業，並獲得了地質學博士學位。

克拉克和研究報告的作者認為，冰川退縮很可能是由極端厄爾尼諾氣候模式引發的，這種氣候模式使南極西部變暖。作者說，從那時起，冰川就沒有恢復過，目前導致全球海平面上升了4%。

波士頓大學地質學副教授、斯維斯近海研究計畫（THOR）美國首席研究員朱莉婭-韋爾納（Julia Wellner）說：”重要的是，厄爾尼諾現像只持續了幾年，但斯維斯和松島這兩座冰川仍在大幅後退。一旦系統失去平衡，退縮就會持續下去。”

2019年，研究船Nathaniel B. Palmer駛過南極洲西部的Thwaites冰川。圖片來源：詹姆斯-柯克姆（James Kirkham）

他們的發現也清楚地表明，冰川接地帶（即冰川與海床失去接觸並開始漂浮的區域）的退縮是外部因素造成的。

THOR計畫的英國首席研究員、該研究的合著者克勞斯-迪特爾-希倫布蘭德（Claus-Dieter Hillenbrand）說：”Thwaites冰川和松島冰川有著共同的變薄和後退歷史，這一發現證實了這樣一種觀點，即南極西部冰蓋阿蒙森海區的冰流失主要受外部因素控制，涉及海洋和大氣環流的變化，而不是冰川內部動力學或局部變化，如冰川床的融化或冰川表面的積雪。”

英國南極調查局的海洋地質學家、該研究的合著者詹姆斯-史密斯補充說：”我們的研究結果的一個重要影響是，一旦冰原開始後退，它可能會持續幾十年，即使開始後退的情況沒有變得更糟。我們今天在斯維茨冰川和松島冰川上看到的變化–甚至可能是整個阿蒙森海海灣的變化–有可能在20 世紀40 年代就已經開始了。”

沉積物岩心的年代測定在研究中發揮關鍵作用

克拉克和研究小組使用了三種主要方法來得出結論。其中一種方法是採集海洋沉積物岩芯，這種方法比以往任何時候都更接近斯韋斯冰川。2019 年初，他們搭乘納撒尼爾-B-帕爾默號破冰船和研究船前往斯韋伊斯附近的阿蒙森海時取回了岩芯。隨後，研究人員利用這些岩芯重建了冰川從全新世早期至今的歷史。全新世是目前的地質年代，始於上一個冰河時期之後，距今約11700 年。

CT 掃描用於拍攝沉積物的X 射線，以收集其歷史細節。然後，利用地質年代學（或地球材料年代測定科學）得出結論：大量冰雪融化始於上世紀40 年代。

克拉克使用210Pb（鉛-210）作為地質年代學中最重要的同位素，這種同位素天然埋藏在沉積岩芯中，具有放射性。這個過程與放射性碳定年類似，後者可以測量有機物的年齡，最快可追溯到6 萬年前。

“但是鉛-210 的半衰期很短，大約只有20 年，而像放射性碳這樣的同位素的半衰期大約為5000 年，”克拉克說。”這種短半衰期使我們能夠為過去一個世紀建立一個詳細的時間表。”

這種方法非常重要，因為雖然衛星資料可以幫助科學家了解冰川退縮，但這些觀測資料最遠只能追溯到幾十年前，時間太短，無法確定思韋特斯是如何應對海洋和大氣變化的。科學家需要衛星記錄先前的資料來了解冰川的長期歷史，這也是使用沉積岩芯的原因。

研究為未來建模提供信息，減少海平面上升的不確定性

南極研究人員表示，斯維斯冰川在調節南極西部冰蓋穩定性，進而調節全球海平面上升方面發揮至關重要的作用。

韋爾納說：”冰川的重要性不僅在於它對海平面上升的貢獻，還在於它就像瓶子裡的軟木塞，擋住了後面更廣闊區域的冰層。如果斯韋斯冰川不穩定，那麼南極洲西部的所有冰川都有可能變得不穩定。”

如果斯韋伊斯冰川完全坍塌，預計全球海平面將上升65公分（25吋）。

希倫布蘭德說：「我們的研究有助於更好地了解哪些因素對南極洲西部冰原流入阿蒙森海的冰川變薄和後退最為關鍵。因此，我們的研究結果將改善那些試圖預測未來南極冰蓋融化的規模和速度及其對海平面影響的數值模型。”

編譯自/ scitechdaily