格陵兰岛百分之八十的面积被数千英尺厚的冰覆盖。如果冰层完全融化，其中蕴含的水量足以使海平面上升 20 多英尺。
格陵兰岛的冰层随时间推移而增长和收缩，这受气候变化的影响，但描绘这些变化的历程是一项极其艰巨的任务。研究人员越深入挖掘格陵兰岛的过去，冰的历史就越发错综复杂。
今天发表在《自然》杂志上的两项新研究说明了研究格陵兰冰盖变化面临的复杂性。一项由 Joerg Schaefer 领导的研究发现，在过去 260 万年里，格陵兰岛在很长一段时间里几乎完全没有冰。另一项由 Paul Bierman 领导的研究发现，过去 750 万年里，东格陵兰岛一直存在稳定的冰盖。
表面上看，这些结果似乎最适合进行一场科学对决，在未来几年里，通过数据集和实地考察进行的史诗般的“大逃杀”将对立的发现进行对抗。
但抱歉，您最好收起折叠椅和决斗论文。那种对决不会发生。
现实远比这复杂得多。虽然结果差异巨大，但实际上并不像其结论所暗示的那样不一致。
正在消失的冰
让我们从发现格陵兰冰盖消失的研究开始。
“这是一种令人尴尬的局面。从科学上讲，这令人着迷，具有前沿性，我们对此感到高兴和自豪。但这个信息非常令人沮丧，我希望故事是不同的，”Schaefer 说。
Schaefer 研究了 1993 年从冰盖下钻取的岩芯，寻找一组称为宇宙成因核素的同位素，这些同位素可以表明岩石在过去某个时期已从其冰封状态中释放出来。
宇宙射线是原子碎片流（主要是质子），它们从四面八方不断轰击地球。当岩石暴露在这些宇宙射线中时，撞击岩石原子结构的质子可以产生同位素铍-10和铝-26，这就是 Schaefer 正在寻找的宇宙成因核素。
宇宙射线只能穿过地壳的一小部分。冰盖可以起到屏蔽作用，阻止宇宙射线与基岩相互作用。格陵兰岛的冰盖在某些地方厚达 9000 多英尺，对于宇宙射线来说太厚了，无法穿透。
但 Schaefer 在基岩中发现了宇宙成因核素，这表明它在相对较近的过去某个时期暴露过。暴露的具体时间仍不确定。在最稳定的情况下，格陵兰岛在约 110 万年前重新开始结冰之前，近乎无冰长达 28 万年。但 Schaefer 及其同事收集的数据也可能表明，在过去几百万年里，冰盖融化和重新结冰的次数不止一次，这可能意味着冰盖的稳定性远不如以前的假设。
“这肯定令人惊讶，”Schaefer 对他的研究结果说道。“最重要的是，没有一个模型能够显示格陵兰岛的冰盖在过去几百万年里曾经消失过几次，或者在那段时间里有一个时期是消失的。”
事实上，冰川学家目前使用的模型似乎过于稳定和保守，这对于对未来冰量损失和海平面上升的估计来说可能是个坏消息，因为这些估计依赖于过去的模型来推断未来的情况。
稳定状态
“这对铍来说是重要的一天，”Schaefer 大笑着说，并指出 Bierman 等人的研究也使用了痕量同位素来得出他们的结论。
Bierman 及其同事没有研究冰盖下的基岩岩芯，而是研究了由冰山带离格陵兰岛的沉积物记录——这些沉积物是在 20 世纪 90 年代初在东南海岸 100 多公里处采集的。
“如果这些岩芯中有大量的沙子和砾石，那就意味着有大量的冰山漂浮在近海。而要让冰山漂浮在近海，就必须陆地上有冰川，”Bierman 说。
Bierman 在岩芯样本中分离出了铍-10，并发现该同位素的浓度随时间下降。这表明在他和他的团队研究的 750 万年期间，陆地上几乎一直覆盖着冰。
但这些发现存在局限性。Bierman 的研究考察的是长时间内的平均值。非常非常长的时间。“如果冰盖消失了数千年，我们可能也看不出来，”Bierman 说道。“我们看不到短期变化，但可以看到长期的总体趋势。”
那么如何调和这两种结论呢？Schaefer 和 Bierman 都认为这并不难。看似不一致的结果可能只是表明需要更多研究才能揭示全部真相。“这就像一个盲人摸象的故事，我们各自了解我们那一部分，但还没有弄清楚全貌，”Bierman 说。
Schaefer 的岩芯是在格陵兰岛中部（冰盖最厚的地方）采集的，而 Bierman 研究的是来自东格陵兰岛高地地区的沉积物。在 Schaefer 的论文中，他提出了几种可能的场景，其中冰盖可能坍塌了 90% 到 95%，但他也指出，东格陵兰岛较高的海拔可能是冰盖剩余 5% 到 10% 的地方。
“最重要的是，我们现在有了两个重要的、有趣的数据集，而一周前我们还没有，”Bierman 说。“需要一些时间来弄清楚我们两项研究的最佳契合度，以及所有其他研究。我们需要找到一个解释，它不仅能解释一两项研究，而且能解释我们所知道的关于格陵兰岛的一切。”
接下来的步骤是什么？
“其中一个希望是，通过这项研究，我们表明冰盖下的基岩是一个未被开发的が气候档案，”Schaefer 说。
目前正在开发能够快速钻透冰层并融化冰层以取样下方基岩的工具。Schaefer 希望未来的研究将侧重于收集这些基岩样本，研究人员可以利用这些样本从格陵兰岛和南极洲的其他地区更清晰地了解我们的气候历史。Bierman 计划研究来自格陵兰岛其他沿海地区的沉积物，同样希望更详细地了解该岛的气候历史。
“这两项研究的科学都将是理解冰盖如何运作的重要组成部分。它们本身并不预测未来会发生什么，但它们是理解一个复杂系统如何随着时间推移而运作的更大图景的一部分，”Bierman 说。
了解格陵兰冰盖过去如何运作，有助于我们更好地了解它未来可能如何运作，尤其是在气候变暖的情况下。由于人类寿命有限且没有时间机器，冰盖运作方式的概念模型和数值模型是气候科学家理解这些巨大冰块如何随着数千年乃至数百万年的时间变化，或者，在我们目前的情况下，在未来几个世纪内如何变化。的唯一途径。
“我们正面临着一个气候，你可以随意否认，但数据显示它正在变暖。科学界毫无争议的是，如果气候变暖，格陵兰岛就会融化。格陵兰岛储存着相当于 7 米（23 英尺）的海平面上升，”Bierman 说。“我一点也不认为这是一个微不足道的问题。我们需要了解格陵兰冰盖随着时间如何运作，因为这是我们弄清楚随着我们改变气候，未来会发生什么的最好方法。”
Schaefer 同意。“我们目前所做的（关于气候变化）速度太快，力度太强，以至于我认为我们能够保持格陵兰冰盖是不合理的，”Schaefer 说。“这不是为了引起恐慌，它只是那样。我们必须为更高的海平面情景做好准备。”
“不为此做计划简直是愚蠢的，”Schaefer 补充道。“减缓和适应（海平面上升）已经非常昂贵了。如果我们 unprepared 地面对它，那将是一场彻底的、灾难性的灾难，而且会使美国落后于那些提前规划的国家。”
但是，如果美国想要避免落后，它现在就需要开始准备。这意味着要收集所有关于过去的数据，以更清晰地了解未来等待着我们的是什么。
