海床沉積物藏有海冰演化史線索。圖/法新社
編譯/潘楠慕
科學家利用沉積在北極海海床的「宇宙塵埃」,首次重建過去3萬年間,北極海的海冰變化,為了解衛星觀測年代前的北極樣貌開啟一扇窗,也有助於理解當前海冰急遽消融,可能將北極帶向怎樣的未來。
來自小行星或彗星碰撞產生的宇宙塵埃,大致以固定速率落入地球,正常情況下會均勻地覆蓋裸露的表面;若某一時期的海底沉積層中,含有這些微小粒子,就表示當時海面上沒有厚實、常年不化的海冰覆蓋。
美國華盛頓大學海洋學助理教授帕維亞(Frankie Pavia)指出,地球在過去3萬年經歷過幾次重大的氣候轉折,正好適合回頭去比對,北極環境對較暖或較冷時期的回應。
帕維亞率領的團隊,分析取自北極海多處的海底沉積岩芯樣本,尋找地球上稀有的氦同位素「氦-3」蹤跡。分析顯示,在上一次冰河時期最寒冷階段,北極海床幾無宇宙塵埃沉積,顯示當時被穩定的厚冰覆蓋;經過數千年,氣候逐漸回暖到工業化前溫度時,沉積物中宇宙塵埃也愈來愈多。每1公分沉積物約記錄1000年的變化,讓研究人員得以追溯3萬年的海冰史。
研究人員還測量釷同位素,交叉比對,確認非其他環境因素影響宇宙塵埃沉積。這份研究報告在《科學》(Science)期刊發表。帕維亞說,「我們找到可以系統性研究北極海冰過去變化的方法」。
1970年代開始利用衛星測量以來,北極海冰總量持續下滑,終年不消融的冰量愈來愈薄,現僅存約5%最古老、最厚的海冰。海冰可反射太陽熱量,一旦海冰減少,海洋將吸收更多熱,加劇升溫。
帕維亞希望,這把「新尺標」能協助科學家回溯,北極在不同暖化程度下的樣貌,進一步推估未來可能的變化。