一块消失已久的冰盖或许能预示纽约市的未来——届时曼哈顿下城和科尼岛将“永远被淹没”

2025-05-05 14:20阅读：

http://blog.sina.cn/dpool/blog/u/1619683993

撰文：埃文·豪厄尔 2025 年 4 月 22 日

在末次间冰期，覆盖北美的冰盖可能比我们想象的存续时间更长。随着气候变暖，这可能会给纽约市带来麻烦。（图片：玛丽莲·珀金斯拼图；图片由 Chaiwat Chantananukul 和 Evgeniy Skripnichenko 提供，Getty Images 资源库）
2012 年 10 月 29 日，超级风暴“桑迪”将 14 英尺（4 米）高的海水墙灌入纽约市。这场风暴在地区范围内造成 147 人死亡，损失达 500 亿美元，并为我们打开了未来的一扇窗。
到本世纪中叶，这样的洪水可能会成为常态。
虽然自由女神像可能不会被淹没，但像埃利斯岛这样的低洼地区可能会被水淹没。到 2100 年，仅海平面上升就可能接近 2012 年“桑迪”飓风的最高水位。纽约市气候变化委员会（NPCC）预测，到 2050 年代，当

地海平面可能会上升 2.5 英尺（0.76 米），到2100 年可能会上升 9.5 英尺（3 米）。
“科学聚焦”栏目深入探究新兴科学，为您提供关于这些进展所需的视角。我们的报道突出不同领域的发展趋势，新研究如何改变旧观念，以及科学如何改变我们所生活的世界的面貌。
然而，来自地球过去的新证据表明，这些可怕的场景或许很有可能发生——甚至可能比保守的预测还要糟糕。
大约 260 万年前，地球进入了第四纪。这是一个冰期与间冰期交替出现的时期，大约每 10 万年出现一次。这些周期在一定程度上是由地球的偏心摆动引起的，它改变了到达地球的太阳辐射量。在寒冷的冰期，冰盖覆盖了南极洲、格陵兰岛和北美洲，锁住了大量水分，使海平面下降。而在温暖的间冰期，冰盖消退，海平面上升。
理解当今海平面上升的关键可能在于末次间冰期（12.9 万至 11.6 万年前），当时全球气温比工业化前水平高出 1.8 至 3.6 华氏度（1 至 2 摄氏度）。考虑到目前全球气温比工业化前水平高出 2.7 华氏度（1.5 摄氏度），末次间冰期可能预示着未来几十年随着人为造成的变暖持续，将会发生的变化。
多年来，研究人员认为北美的劳伦蒂德冰盖在末次间冰期很早就消失了。但新的证据表明，劳伦蒂德冰盖在那之后徘徊了数千年。如果属实，这将从根本上改变我们对当时冰融化地点和速度的理解。
新的模型表明，如果劳伦蒂德冰盖持续存在，南极洲的融化可能比以前认为的更多、更快。这对未来的海平面产生了令人担忧的影响。
“我们都想了解，在地球上一次达到类似温度时，南极洲的冰盖是如何变小的，”马萨诸塞州伍兹霍尔海洋研究所研究海平面变化的地球物理学家罗杰·克里尔告诉《生活科学》。“如果低估了南极融化，海平面预测可能太低了。”
海平面上升预测
自 1880 年以来，全球海平面上升了不到 1 英尺（0.25 米）。自 2006 年以来，这一比率翻了一番，到 2100 年，几乎可以肯定再增加四分之一米。但这可能是一个低估，因为科学家预计极地融化会加速。
问题在于确定两极冰盖会融化多少。
预测海平面类似于预测风暴的路径：我们试图根据过去的数据预测未来。然而，与现代风暴不同的是，我们的海平面记录很少有明确的。
直接测量 — 取自潮位计和卫星数据 — 只捕捉到一眨眼的地质时间。利物浦潮位计是运行时间最长的记录之一，跨度仅为 300 年，占第四纪的 0.01%。因此，仅根据直接测量来预测未来，有点像仅从前几章猜测小说的结局。
再往前追溯，记录变得更加模糊。古老的冰川抹去了许多可能有助于解释过去气候变化的实物证据。在有直接证据的地方——比如在冰芯或碎石堆中——测年可能具有挑战性。剩下的是拼凑起来的线索——化石、沉积物和古老的海岸线——科学家们像侦探一样将它们拼凑在一起。
拼凑的证据
破译这些古老线索的人，是威斯康星大学麦迪逊分校的地质学家安德里亚·达顿。
远离南极洲，锯齿状的石灰岩峭壁从加勒比海碧绿的海水中升起。从大约 129,000 年前开始，冰融化，海
浪翻涌，珊瑚礁长大以追逐太阳。这些珊瑚礁保留了海平面波动的证据，就像琥珀中的蚊子一样。退去的海水将这些化石珊瑚礁困在陆地上，将它们留给像达顿这样的研究人员进行研究。
达顿多年来一直在追踪珊瑚的生长和死亡周期，以解开末次间冰期期间海洋的涨落。研究人员仍在争论海平面上升的高度或速度，估计比目前的水平高出 6.5 到 33 英尺（2 到 10 米）。
达顿的工作将她带到了世界各地，她的发现令人困惑。例如，在加勒比地区，海平面多次达到高点，而智利海岸则没有出现这种现象。
公众通常想象的海平面上升是均匀的——温哥华一米，悉尼一米。但这种均匀的上升“是我们想象的虚构，”达顿告诉《生活科学》。
事实上，破译古代海平面是极其复杂的。部分原因是陆地表面也不是静态的。例如，达顿回忆说，研究人员在巴布亚新几内亚对珊瑚化石进行编目时，却发现他们的研究地点被一场突如其来的地震抬高，这让历史海平面的地质记录变得混乱。除了移动的海岸线外，引力还会使水在地球上分布不均。
“这就是为什么查看许多地点如此重要的原因，” 达顿说。“它们都有不同的故事，但显然，就全球海平面而言，一定发生了一件事。”
研究人员最初将神秘的海平面变化——一些地区出现多个峰值，另一些地区则下降——主要归因于最后一次间冰期格陵兰岛和南极洲的融化和再生。但是，当温度保持高位时，冰盖会重新生长的想法从来都不适合一些人。当从北大西洋深处出现的证据表明劳伦蒂德冰盖仍然存在时，研究人员需要一种新的模型。
挥之不去的劳伦蒂德冰盖
克利尔着手解释这些神秘的海平面模式，这是他在哥伦比亚大学拉蒙特-多尔蒂地球观测站，师从杰奎琳. 奥
斯特蔓的博士论文工作的一部分。校园坐落在曾经被劳伦蒂德冰盖打磨的岩石上，从不断侵袭的海洋之上的安全高度俯瞰哈德逊河。
劳伦蒂德河仍然是这个大问题的核心：海平面会再次上升到多高和多快？
克利尔把它框定为会计师。科学家们通常根据已知的可疑因素来估算间冰期海平面：海洋热膨胀、格陵兰岛、南极洲和高山冰川。但劳伦蒂德冰盖在账本上增加了一条新线。
对于克利尔和奥斯特曼来说，时机就是一切。“南极洲可能比我们想象的更脆弱，”克里尔说。“如果劳伦蒂德火山持续更长时间，它可能掩盖了南极洲融化的程度。”
劳伦蒂德河曾经占地 500 万平方英里（1300 万平方公里），冰层厚达 10,000 英尺（3,000 米），雕刻了哈德逊河谷和五大湖，在冰河时代增长和收缩。今天，它的证据在杂草丛生的瓦砾堆和其他奇特地形中挥之不去。“劳伦蒂德冰盖已经消失，但并没有被遗忘，” 克利尔说。
多年来，一些科学家一直怀疑劳伦蒂德长寿，但确凿的证据很少。这种情况在 2022 年发生了变化，当时研究北大西洋沉积物岩芯的研究人员，发现了 125,000 年前巨大冰坝坍塌的迹象——这意味着有大量的北美冰。
新的研究表明，南极在末次间冰期早期的快速融化，通过称为等静压调整的陆地移动过程，导致了海平面不均匀上升。挥之不去的劳伦蒂德冰盖，可能掩盖了南极冰层流失的真实程度，为未来的变化提供了警告。100% = 全球平均海平面上升;当下面区域看到海水下降时，上述区域可能出现更多升高。，
一个月后，一项铅同位素研究表明，劳伦泰德冰盖一直持续到大约 12.2 万年前 —— 远在末次间冰期气温上升之后。而 2023 年的一项研究表明，这种模式并不罕见；从冰山上掉落的沉积物显示，在整个第四纪的多个间冰期期间，劳伦泰德冰盖只是偶尔且短暂地融化过。
为了理清头绪，克里尔和奥斯特曼将零散且看似相互矛盾的证据 —— 冰芯、化石、沉积物以及地球物理特性 —— 整合在一起，形成了一个连贯的解释。
他们在去年年底发表的一项研究中发现，关键因素是一个被称为地壳均衡调整的过程。冰盖会向下挤压陆地；当冰盖融化时，地面会反弹回升，从而改变地球的自转和引力。
“这就好比坐在一张廉价的床垫上，” 英国利兹大学的古海洋学家娜塔莎?巴洛说道，她并未参与这项研究。“床垫会在你的体重作用下凹陷下去，而另一端则会抬升起来 —— 就如同冰对地球的挤压一样。当冰融化
时，‘床垫’ 会反弹，根据你所处的位置不同，对海平面产生的影响也有所不同。”
研究人员早已知道这个过程的存在，但经过修正的模型所揭示的影响却令人震惊：在末次间冰期早期，南极洲经历了 “迅速而剧烈” 的冰层流失，其速度超过了格陵兰岛冰层的融化速度，这导致南极大陆的地壳上升，海水向北涌动。这使得加勒比海地区及其他地区的海平面上升，而南极洲附近的海平面则出现了下降。这一过程持续进行，使得全球北方和南方不同地区的海平面，出现了不同程度的升降变化。
“这就像是两极之间的一场竞赛。” 达顿说道。
巴洛表示，该模型将许多令人费解的数据点联系了起来，其中包括长期存在的劳伦泰德冰盖，以及末次间冰期令人困惑的海平面变化模式。
这些发现不仅有助于解释古代海平面变化的谜团，同时也暗示了未来可能发生的情况。如果南极洲冰层融化的速度比预期更快，像纽约这样的地方将首当其冲。到 2100 年，全球海平面可能会上升 6 英尺（约 2 米），而纽约的海平面上升幅度可能会达到 10 英尺（约 3 米）。
“多年来，我们一直说这一切都与格陵兰岛和南极洲有关，”巴洛告诉《生活科学》。“但过去五年的证据表明，'等一下。也许劳伦泰德冰盖的存在时间比我们想象的要长。这是第一项认真考虑其在这一层面的影响的研究。如果我们要为未来校准我们的模型，我们需要考虑这个问题。
到 2100 年，纽约市的大片地区可能会永远被淹没，包括曼哈顿下城、康尼岛、埃利斯岛和布鲁克林的雷德胡克。深蓝色表示当前水位;浅蓝色表示如果海平面上升 10 英尺，将被淹没的区域。（图片：NOAA）
万众瞩目的南极洲西部
由于南极洲的大部分冰都潜伏在海平面以下，因此它比格陵兰岛的陆地冰更容易融化——在南极洲西部则非常危险。
1978 年，冰川学家约翰·默瑟警告说，二氧化碳水平上升可能会引发南极西部冰盖的崩溃，导致 15 英尺（5 米）的崩塌，导致海平面上升 15 英尺（5 m）和”低洼地区被淹没”。他的说法最初招致了危言耸听的指责，现在看来却具有惊人的先见之明。
海平面是缓慢上升还是指数式上升，取决于二氧化碳排放和冰盖行为。
在过去十年中，研究人员围绕海洋冰盖不稳定性（MISI）平均峰间间隔，可能导致南极西部大量融化的观
点进行了整合。在 MISI 中，温水融化了南极洲海岸的冰，导致接地线（冰与海底的接触）后退。随着接地线向内陆撤退，冰流得更快，更多的冰山冲入海洋，加速冰层的自我强化循环。MISI、其他冰消退过程和高排放情景是政府间气候变化专门委员会（IPCC）最坏情况预测的基础。
研究冰盖物理学的，达特茅斯冰川学家马蒂厄·莫里格姆认为 MISI 可能是不可避免的。
“在我们所有的模拟中，南极洲西部都会坍塌，” 莫里格姆告诉《生活科学》，他指的是未来几个世纪的模型预测。仅南极洲西部融化，就可能对全球海洋造成超过 10 英尺的贡献。
末次间冰期的证据也支持现代观察，即南极洲西部特别容易融化。2021 年和 2023 年发表的沉积物和冰芯研究表明，南极西部的冰，在上一个温暖时期显着融化或变薄。2023 年的另一项研究发现，南极洲西部周围的章鱼种群在末次间冰期杂交，这在冰盖完整的情况下不太可能。结合有关劳伦蒂德冰盖的数据，新出现的图片表明，南极洲西部在末次间冰期显著融化，并可能在未来几十年内再次融化。
过去决定未来
如果近期的研究结果属实，且西南极洲冰盖的融化迫在眉睫，那么我们最悲观的预测或许都过于乐观了。
在政府间气候变化专门委员会（IPCC）“高影响、低概率”的 2100 年场景中，包括泽西海岸、曼哈顿的东村和金融区、洛克威、康尼岛、布鲁克林的红钩区以及斯塔顿岛的部分地区在内的，广阔且繁华的低洼地带将永远被淹没。
海平面上升，意味着洪水风险可能大幅增加。
丹尼尔·巴德，拉蒙特-多尔蒂地球观测站
纽约已经出现“晴天潮水泛滥”的现象，但风暴潮会加剧破坏。纽约市气候变化委员会得出结论，到 2080 年代，仅海平面上升这一因素——不考虑风暴频率或强度的变化——就可能使如今“百年一遇”的沿海洪水发生的频率增加一倍，甚至达到 10 到 15 倍。
“我不能扣篮。但如果把球场抬高一英尺，我的机会就大了。海平面上升一英尺，那么发生严重洪灾的可能性就会大得多。”拉蒙特-多尔蒂地球观测站的气候科学家、纽约气候联盟成员丹尼尔·巴德对《生活科学》杂志说道。
而来自末次间冰期的新见解，可能会为这一曾被视为极端的场景加分量。
不过，几位专家提醒，不要从过去的经验中得出太多教训。古代的线索分散，时间也不精确，而且当时的气候变暖驱动因素与现在大不相同。然而，一些专家告诉《生活科学》，他们认为政府间气候变化专门委员会最糟糕的情况模型，如果有什么偏差的话，也是过于保守了。
达顿说，与由自然过程驱动的温暖时期不同，如今的变暖感觉更为严峻。“如今我们同时在推动（自然和人为造成的）变暖，”她解释道，“温室气体浓度同时在加热两极。”相比之下，末次间冰期的变暖可能更多地集中在北半球。
对于哥伦比亚大学的地球物理学家兼气候缓解专家克劳斯·雅各布来说，最糟糕的情况是否可能发生并非关键所在。这种可能性就要求采取行动：“你会乘坐有 10% 撞毁可能性的飞机吗？”雅各布说道。
雅各布设想了三种可能的应对措施：防护，比如像荷兰那样用堤坝防护，但这种方法在卡特里娜飓风期间在新奥尔良遭遇了灾难性的失败。适应，比如使用高跷、放弃底层楼层以及采用威尼斯式的水上交通；还有迁移。
雅各布说，纽约只是在超级飓风桑迪过后才开始认真反思，但仍深陷在官僚惰性的泥潭里。他认为，海岸防御只是权宜之计；真正的解决办法是有管理的撤退。换句话说:“滚出去。” 这意味着搬到海拔更高的地方，并有可能放弃美国东海岸、墨西哥湾沿岸和亚洲大片地区的整个低洼地区。如果撤退不顺利呢？ “这是一片混乱“，
雅各布告诉《生活科学》。“乱退。” 这个故事是“89%项目”的一部分，该项目是全球新闻合作组织发起的一项关于“现在气候”的倡议。

举报/Report

我的更多文章

下载客户端阅读体验更佳