海蝕洞研究顯示古代海平面上升極快

「我們的研究表明冰的融化和形成速度是很快的。我們需要進一步考慮造成這些急劇變化的機制…」

西班牙最大的島嶼──馬略卡島,不僅是到地中海度假的理想去處,而且也是有關地質記錄的一個寶庫,因為多虧了該島長期的地質穩定性,海岸洞穴精確地將海平面的高度記錄在岩石構造上。相對來說,馬略卡島一直沒有受到建築或冰川起伏的影響。此外,洞穴中有著一系列被稱為“洞穴堆積物”的構造(如:石筍),分佈在各種高度,有的高於當今的海平面,有的低於當今的海平面。隨著時間的推移,由於受到相當於海平面高度的水流衝擊,在洞穴堆積物的碳酸鹽外殼上留下了記錄。

因此,一組地質學家開始確定在過去的135,000年期間海平面所經歷的變化。在五個不同的洞穴中,他們從位於不同高度的六種構造上採集了岩石樣品。研究人員發現,81,000年前的海平面比當今的海平面大約高出1米。然而,研究人員認為當時正在經歷一次冰期,大量的水本應該以冰的形態被封鎖在冰川中,因而本應該使海平面降低多達30米。

更為令人不安的是,地質記錄表明海平面的升降速度很快,一個世紀可以達到兩米的起伏,這個速度是過去的100年中海平面實際上升速度的近12倍,說明在人的一生中可能會見到海平面達到1米的上升幅度。“這對於關注未來的海平面變化有著重大的意義,”愛荷華大學的地質科學家傑佛瑞·多瑞爾說,“我們的研究表明冰的融化和形成速度是很快的。我們需要進一步考慮造成這些急劇變化的機制,因為氣候變遷日益迫近,我們關注著氣候變遷的未來。”多瑞爾是這項新研究的首要發起人,研究成果發表在2月12日出版的《科學》雜誌上。

通過對出現在洞穴堆積物外殼上的放射性鈾和釷進行衰變測量,地質學家們確定了岩層的形成時期。因為對洞穴中水面高度的跟蹤觀察正好到達當今的海平面高度,而馬略卡島通常具有穩定的地質狀況,所以跟珊瑚礁或古代海岸線上留下的記錄相比,這種地質記錄為古代海平面高度提供了更為精確的測量。然而在過去,珊瑚礁或古代海岸線記錄通常用來估計原始海平面的高度。事實上,這裏的洞穴堆積物記錄支援來自加勒比群島以及美國東西海岸的發現──81,000年前,海平面至少跟目前一樣高,或者很可能更高。

通過跟蹤觀察各個時期以來海平面的變化,地質學家們能夠排除這種情況:陸地高度的變化導致了上述發現。這是因為洞穴中的海平面高度在過去的3,000年中一直保持穩定,即使在地中海盆地作為整體下降了大約60釐米情況下,洞穴中的海平面依然保持穩定。況且,這種記錄跟在世界其他地方的採樣中所發現的其他時期海平面高度是一致的。

地球軌道的輕微變化被稱為“米蘭科維奇旋回”,這種旋回導致當時照射在北半球的陽光增加。儘管如此,研究人員仍然不清楚是什麼原因可能會造成當時的海平面上升。“或許不牢固的冰是造成海平面快速上升的部分原因,”多瑞爾推測道,“但是,我們甚至無法確切地瞭解當時所結的冰是什麼形狀的。”

然而,南佛羅里達大學的地質學家、該研究的合作者柏格丹·奧那克指出:岩石記錄還表明,在沒有軌道旋回的情況下海平面的高度仍然可以變化,米蘭科維奇旋回無法徹底解釋冰在過去十萬年期間的形成或融化情況。現在看來,很明顯岩石記錄所顯示的海平面較高。“還有來自珊瑚礁和海階的其他證據,這些證據也表明了當時的海平面處於高位,”奧那克說,“肯定存在一次大規模的融化事件,至於該事件到底是如何引起的,僅僅利用這一套資料資料是很難搞清的。”

賓夕法尼亞州立大學的冰川學家理查·阿利沒有參與這項研究,但他聲稱這些發現是“可靠而細緻的”,並指出這項研究進一步證實了冰蓋可能會發生快速的變化。 “該研究表明冰體的收縮和膨脹速度可能會很快,”他說,“這個速度是令人吃驚的,但並非不可能。”同時他警告說,要想驗證這個發現,將需要進一步研究。

然而,有一點是明確的:該發現強調了地球的氣候有多麼複雜。“很明顯,各種溫室氣體對於氣候變遷是很重要的,”多瑞爾說,“可是它們並不是起主要作用的唯一因素,這一點也是很明顯的。”

來源:科學美國人Sea Caves Reveal Rapid Rise in Ancient Ocean Levels,譯文來自:胡德良的譯文

翻譯:胡德良