当格陵兰岛是绿色的时候：一英里冰层下的古老土壤为未来发出警告

大约40万年前，格陵兰岛的大部分地区都没有冰。岛上西北高地的灌木丛生的苔原沐浴在阳光下。有证据表明， 云杉林 格陵兰岛南部地区树木繁茂，昆虫嗡嗡作响。当时全球海平面要高得多，在 20 到 40 英尺之间 高于今天的水平. 。在世界各地，今天数亿人居住的土地都被水淹没了。

科学家们早就知道格陵兰冰盖在历史上的某个时刻大部分已经消失了。 过去百万年, ，但不准确是什么时候。

在一项新的研究中 科学杂志, 我们使用冻土确定了日期 冷战期间提取的 来自格陵兰冰盖近一英里厚的部分下方。

这个时间点——大约 416,000 年前，基本上无冰的条件持续了长达 14,000 年——非常重要。那时，地球及其 早期人类 我们正在经历自 250 万年前冰盖首次覆盖高纬度地区以来最长的间冰期之一。

自然变暖的持续时间、幅度和影响可以帮助我们了解现代人类现在为未来创造的地球。

冰层下保存完好的世界

1966年7月，美国科学家和美国陆军工程师完成了六年的努力 钻穿格陵兰冰盖. 。钻探发生在 世纪营, ，军队最不寻常的基地之一——它是 核动力 由一系列在格陵兰冰盖上挖掘的隧道组成。

钻探地点位于格陵兰岛西北部，距离海岸 138 英里，位于地下 4,560 英尺厚的冰层. 。到达冰层底部后，团队继续向下方冰冻的岩石土壤中钻探 12 英尺。

1969 年，地球物理学家威利·丹斯加德 (Willi Dansgaard) 对世纪营冰芯的分析首次揭示了地球气候如何变化的细节。 发生了巨大的变化 过去 125,000 年。冰层迅速扩张的寒冷冰川期被冰层融化和海平面上升的温暖间冰期所取代，淹没了世界各地的沿海地区。

近 30 年来，科学家们很少关注世纪营 12 英尺的冻土。一项研究 分析了鹅卵石 了解冰盖下的基岩。另一位有趣的人提出，冻土 保存的证据 比今天温暖的时代。但由于无法确定这些材料的年代，很少有人关注这些研究。到了 20 世纪 90 年代，冻土核心已经消失。

几年前，我们的丹麦同事发现了埋在哥本哈根冰柜深处的流失土壤，我们组成了一个团队 国际团队 分析这个独特的冰冻气候档案。

在最上面的样本中，我们发现保存完好 化石植物 – 证据表明，世纪营下方远方的土地在过去某个时候曾经是无冰的 – 但什么时候呢？

约会古老的岩石、树枝和泥土

使用从沉积物核心中心切下的样本，并在黑暗中进行准备和分析，以便该材料保留了其最后一次暴露在阳光下的准确记忆，我们现在知道覆盖格陵兰岛西北部的冰盖 - 今天近一英里厚 - 在延长的自然温暖期中消失 气候科学家称之为 管理信息系统11, ，距今 424,000 至 374,000 年前。

为了更准确地确定冰盖融化的时间，我们中的一个人， 塔米·里特诺, ，使用了一种称为发光测年的技术。

随着时间的推移，矿物质会随着铀、钍和钾等放射性元素的衰变而积累能量并释放辐射。沉积物埋藏的时间越长，被捕获的电子累积的辐射就越多。

在实验室中，专门的仪器测量这些矿物质以光的形式释放的微小能量。该信号可用于计算颗粒被埋藏的时间，因为最后一次暴露在阳光下会释放被捕获的能量。

保罗·比尔曼的实验室 佛蒙特大学的研究人员使用铝和铍的稀有放射性同位素，以不同的方式确定了样本最后一次接近表面的时间。

当远离太阳系的宇宙射线撞击地球上的岩石时，这些同位素就形成了。每种同位素都有不同的半衰期，这意味着它在埋藏时以不同的速率衰变。

通过测量同一样本中的两种同位素，冰川地质学家 德鲁·克里斯特 能够确定融化的冰使陆地表面的沉积物暴露了不到 14,000 年。

冰盖模型运行者 本杰明·凯斯林, ，现在结合我们的新知识，即世纪营在 416,000 年前是无冰的，表明格陵兰岛的冰盖当时肯定已经显着缩小。

在此期间，岛屿大部分地区的冰层边缘至少后退了数十至数百英里。与今天相比，融冰产生的水使全球海平面上升了至少 5 英尺，甚至可能高达 20 英尺。

对未来的警告

格陵兰岛冰盖下古老的冻土警告着未来的麻烦。

在 MIS 11 间冰期期间，地球温暖，冰盖仅限于高纬度地区，就像今天一样。 二氧化碳水平 大气中的浓度在大约 30,000 年间一直保持在 265 至 280 ppm 之间。由于地球绕太阳轨道的形状对到达北极的太阳辐射的影响，MIS 11 比大多数间冰期持续的时间更长。在这三千万年里，二氧化碳的浓度引发了足够的变暖，足以融化格陵兰岛的大部分冰。

今天，我们的大气中的二氧化碳含量是 MIS 11 时的 1.5 倍，大约 百万分之 420, ，浓度逐年上升。二氧化碳吸收热量，使地球变暖。正如世界现在所看到的那样，大气中过多的二氧化碳会导致全球温度升高。

过去十年，随着温室气体排放量持续上升，人类经历了有记录以来最温暖的八年。2023 年 7 月 有记录以来最热的一周, ，根据初步数据。这么热 融化冰盖, 冰的流失进一步使地球变暖，因为黑色的岩石吸收了曾经反射的明亮白色冰雪的阳光。

即使明天每个人都停止燃烧化石燃料，大气中的二氧化碳水平也会 保持高位 长达数千年至数万年。这是因为二氧化碳需要很长时间才能进入土壤、植物、海洋和岩石。我们正在创造有利于长期温暖的条件，就像 MIS 11 一样。

除非人们大幅降低大气中二氧化碳的浓度，否则我们发现的格陵兰岛过去的证据表明，该岛的未来将基本上没有冰。

我们能做的一切都是为了减少碳排放 固碳 大气中已经存在的冰将增加格陵兰岛更多冰幸存的机会。

另一种选择是一个看起来很像 MIS 11 的世界——甚至更极端：温暖的地球、不断缩小的冰盖、不断上升的海平面以及席卷迈阿密、印度孟买和意大利威尼斯的海浪。