为什么南极洲结冰的时间比北极早了数千万年

编辑者: Uliana S

南极冰与岩石海岸线相遇。

一个国际科学家团队揭示了南极洲在大约3400万年前覆盖上厚重冰盖的机制,当时地球气温比现在高出5摄氏度,而北半球的大型冰盖直到约500万年前才出现。

南极快速移动的 Byrd Glacier 穿过 Transantarctic Mountains,从极地高原(左侧)向 Ross Ice Shelf(右侧)流去。

这项发表在《科学》(Science)杂志上的研究由南安普顿大学的托马斯·格农(Thomas Gernon)教授领导,并与来自达勒姆大学、德国地学研究中心(GFZ Helmholtz)、波茨坦大学、乌得勒支大学和佛罗伦萨大学的同事合作完成,研究基于过去1亿年东南极洲景观演化的计算机模型。

数据显示,侏罗纪时期(2.01亿至1.43亿年前)南极洲与非洲大陆的分裂起到了关键作用。这一过程引发了“地幔波”——即地壳下方物质的缓慢运动,从而逐渐抬升了东南极洲的地表。

结果到4500万年前,该地区的大大部分区域已抬升至海拔2000米以上。正是在这样的高度,冰雪能够全年存在而不在夏季融化,并逐渐积聚,先是形成山岳冰川,随后汇聚成统一的冰盖。

研究人员特别关注了毛德皇后地高度约2公里的沿海断崖、广阔的高原以及埋藏在冰下的甘布尔采夫山脉。模型显示,在冰川化开始时,近一半的山体高度超过了2公里,这为冰雪的持续堆积创造了必要条件。

科学家指出,大气中二氧化碳浓度的下降本身无法解释这种不对称性:如果仅由二氧化碳决定,那么两极应该几乎同时结冰。地质抬升为南极洲提供了决定性的优势。

随着冰盖的扩张,反照率效应开始发挥作用:明亮的冰面反射了更多的阳光,进一步冷却了该地区。此外,较冷的空气含水量更少,削弱了温室效应并促使温度进一步下降。

当时北极地区并不存在类似的高原和山脉,因此即使在全球降温的背景下,那里的大型冰盖直到很久以后才形成。

作者强调,地球内部的过程预先决定了地形地貌,使重大气候转型成为可能,或反之成为阻碍。这一发现不仅有助于更好地理解古代冰川作用,也能揭示现代气候系统中潜在的临界点。

该研究结合了地质重建、地震数据和数值模拟,使得结论在现有技术框架内具有高度的可靠性。

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来源

  • Scientists uncover why Antarctica became engulfed by ice millions of years before the Arctic

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