目前，南極的冰川歷史是氣候研究中最重要的主題之一。為什么?因?yàn)椴粩鄲夯臍夂蜃兓l(fā)了一個(gè)關(guān)鍵問題：南部大陸的冰塊在過去對(duì)冷，暖相之間的變化有何反應(yīng)，將來會(huì)如何變化?由阿爾弗雷德·韋格納研究所(Alfred Wegener Institute)，亥姆霍茲極地和海洋研究中心(AWI)的地球物理學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的國際專家團(tuán)隊(duì)，現(xiàn)已對(duì)南極氣候歷史的九個(gè)關(guān)鍵區(qū)間提供了新的見解，該區(qū)間分布了3400萬年，重建每個(gè)海洋中的南洋深度。這些新的地圖提供了對(duì)例如洋流過去的歷程的洞察力，并顯示出在過去的暖期中，東極南極的大冰原對(duì)氣候變化的反應(yīng)類似于今天南極西冰原的反應(yīng)。這些地圖和免費(fèi)提供的文章剛剛在在線雜志上發(fā)布《地球化學(xué)》，《地球物理學(xué)》，《地球系統(tǒng)》，美國地質(zhì)聯(lián)合會(huì)的出版物。

南大洋是地球氣候系統(tǒng)最重要的支柱之一。它的南極極地洋流是地球上最強(qiáng)大的洋流，連接太平洋，大西洋和印度洋，并且在超過3000萬年的時(shí)間里有效地將南極大陸及其冰塊與世界其他地區(qū)隔離開來。那么現(xiàn)在，海洋電流只能流過那里的水足夠深，并且有像大陸橋，島，水下山脊和高原阻止他們沒有任何障礙。因此，任何想了解南極氣候歷史和冰川歷史的人都需要確切地了解遙遠(yuǎn)的過去，南洋洋底的深度和表面結(jié)構(gòu)是什么樣的。

現(xiàn)在，全球的研究人員可以在由海嘯預(yù)警系統(tǒng)的地球科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的國際專家團(tuán)隊(duì)準(zhǔn)備的新的高分辨率海底網(wǎng)格圖和數(shù)據(jù)建模方法中找到這些信息，這些信息涵蓋了澳大利亞氣候史的九個(gè)關(guān)鍵區(qū)間。南極。“在地球的歷史進(jìn)程中，隨著大陸板塊的碰撞或漂移，山脊和海山的形成，冰塊將沉積的沉積物推向整個(gè)大陸架，如推土機(jī)，以及融水從陸地上運(yùn)送沉積物，南大洋的地理不斷變化”，AWI地球物理學(xué)家和合著者Karsten Gohl博士說。每個(gè)過程都改變了海洋的深度，在某些情況下還改變了洋流。新的網(wǎng)格圖清楚地顯示了海床表面結(jié)構(gòu)在3400萬年的時(shí)間內(nèi)是如何演化的，分辨率約為。每像素5 x 5公里，使其精確度是以前型號(hào)的15倍。

數(shù)據(jù)集反映了南極40年地球科學(xué)研究的成果

為了重建過去的水深，專家們收集了南極40年研究的地球科學(xué)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，然后將其結(jié)合到南大洋海底計(jì)算機(jī)模型中。其基礎(chǔ)是在150多次地球科學(xué)考察中收集的地震剖面圖，端到端覆蓋了50萬公里。在地震反射中，發(fā)出聲波，穿透海底達(dá)幾公里的深度。反射的信號(hào)用于生成表面以下的分層沉積物層的圖像-有點(diǎn)像切一塊蛋糕，從而揭示了各個(gè)層。然后，專家們將識(shí)別出的層與相應(yīng)區(qū)域的沉積物核進(jìn)行了比較，從而使他們能夠確定大多數(shù)層的年齡。最后，他們使用計(jì)算機(jī)模型來“

南極氣候歷史的轉(zhuǎn)折點(diǎn)

他們將這種方法應(yīng)用于南極氣候歷史中的九個(gè)關(guān)鍵間隔，包括例如五百萬年前的上新世早期的暖期，這被廣泛認(rèn)為是我們未來氣候的潛在模板。當(dāng)時(shí)，世界平均溫度比今天高2至3攝氏度，部分原因是大氣中的二氧化碳濃度高達(dá)450 ppm(百萬分之幾)。IPCC(IPCC關(guān)于氣候變化的海洋和冰凍圈特別報(bào)告，2019年)將這一濃度作為2100年的最佳案例。2019年6月的水平為415 ppm。那時(shí)，現(xiàn)在漂浮在海洋上的南極冰架很可能已經(jīng)完全坍塌了。“根據(jù)沉積物的沉積，我們可以知道，例如在上新世等極端溫暖的時(shí)期，

因此，新地圖提供了全球研究人員需要的重要?dú)夂驐l件的數(shù)據(jù)，以便在其冰蓋和氣候模型中準(zhǔn)確模擬冰塊的發(fā)展，并產(chǎn)生更可靠的預(yù)報(bào)。研究人員還可以從AWI的地球系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫PANGAEA下載相應(yīng)的數(shù)據(jù)集。

除AWI的研究人員外，以下機(jī)構(gòu)的專家參加了研究：(1)俄羅斯圣彼得堡全俄羅斯海洋地質(zhì)和礦產(chǎn)科學(xué)研究所;(2)俄羅斯圣彼得堡國立大學(xué);(3)澳大利亞塔斯馬尼亞大學(xué);(4)GNS Science，新西蘭下哈特;(5)意大利國家海洋與應(yīng)用地球物理研究所。

網(wǎng)格圖描繪了南極氣候歷史和冰川歷史中以下關(guān)鍵間隔的南大洋地理：

3400萬年前-從始新世過渡到早漸新世;南極大陸上的第一個(gè)大陸大小的冰蓋

2700萬年前-漸新世;

2400萬年前-從漸新世向中新世過渡;

2100萬年前-中新世早期;

一千四百萬年前-中新世中期，中新世氣候最優(yōu)化(平均全球溫度比今天高約4攝氏度;大氣中二氧化碳濃度高);

1050萬年前-中新世晚期，主要的大陸尺度冰川活動(dòng);

五百萬年前-上新世早期(全球平均溫度比今天高約2-3攝氏度;大氣中二氧化碳濃度高);

265萬年前-從上新世過渡到更新世;

65萬年前-更新世。

關(guān)于沉積物芯的數(shù)據(jù)是在與深海鉆探項(xiàng)目(DSDP)，海洋鉆探計(jì)劃(ODP)，綜合海洋鉆探計(jì)劃和國際海洋發(fā)現(xiàn)計(jì)劃(IODP)一起進(jìn)行的地球科學(xué)研究項(xiàng)目中收集的。