随着地球持续变暖,南极东部冰盖的稳定性是决定海平面上升多少的一个主要不确定性来源。几十年来,科学家们认为南极东部冰原在数百万年里保持稳定,但最近的研究开始对这一结论产生怀疑。最近的研究报告表明在大约40万年前的间冰期,南极东部的冰大量流失。该项研究主要集中在威尔克斯盆地,由于冰层位于海平面以下的陆地上,因此,冰层很容易融化。研究数据显示,在最后一次温暖的间冰期,威尔克斯盆地冰盖流失可能导致全球海平面上升3到4米。研究更新世间冰期时,研究者使用了一种新的技术,这种技术基于对矿物沉积物的同位素测量,从而记录了冰下流体的变化。由于铀234的高能衰变,它在与岩石接触的水中缓慢积聚。
在南极洲,水被困在冰盖底部,只要冰层稳定,水的移动就非常缓慢,使得U-234在长时间内积累到非常高的水平。在冰下流动的水开始在边缘重新冻结,使所有溶解的矿物质浓缩,直到变得过饱和,矿物沉淀出来,形成蛋白石或方解石的沉积物。这些沉积物捕获了铀-234,因此可以确定这些矿床的年代并测量它们的成分,通过时间来追踪这些沉积物,从而获得冰盖下水成分的深层历史。研究表明,在40万年前的间冰期,威尔克斯盆地冰下水中的U-234被带走,说明当时冰层融化,接地线后退。目前可以在麦克默多干河谷找到U-234在冰下流体中积累的证据,这是南极冰川唯一在陆地上终止的地方。在那里,高浓度的盐水从冰川中冒出,比如血瀑布,那里的血红色来自于盐水中高浓度的铁。这些卤水的同位素组成与研究者在一系列地点测得的沉淀物相当,它们都具有U-234富集的特征。
相关论文链接: https://www.nature.com/articles/s41586-020-2484-5
(郭亚茹 编译; 张灿影 审校)