近日，人们观察到大气中二氧化碳的平均浓度升高至百万分之418，这种现象在地球数百万年来罕见。为了更好地预测未来，科学家们一直致力于从过去入手，以探寻过去对未来的启示。目前，麻省大学阿姆赫斯特分校（University of Massachusetts Amherst）的一项新研究将模拟的气候、冰盖和植被模型与一系列不同的气候和地质场景相结合，为了解南极冰盖的深层历史和推测我们星球的未来发展开启了新的大门。
科学界之所以给予南极冰盖以特别的关注，是因为它“在地球气候系统中至关重要，能够影响从海洋环流到气候的一切自然现象，”安娜·露丝·哈尔伯斯塔德(Anna Ruth Halberstadt)如是说，她是地球科学在读博士生，也是最近发表于《地球和行星科学快报》杂志（Earth and Planetary Science Letters）的该论文的第一作者。此外，冰盖所含的大量冷冻水体能够将当前的海平面提高57米。
然而，想要分毫不差地重建中新世中期的南极气候极具困难。研究人员可以运行模型，但由于缺乏足够的地质数据检查模型，很难确定哪一次的模拟是正确的。反之来看，纵然研究人员可以通过当前所有的地质数据来进行气候推测，但这些数据也仅仅能够提供部分气候情况，而非更加广泛的气候大环境。哈尔伯斯塔德（Halberstadt）表示，“若想要探索了解南极冰盖，模型和地质数据对我们而言不可或缺。”除了模型和地质数据之外，还有最后一个复杂因素：地质。横贯南极的山脉将南极洲一分为二，因此任何对于南极洲深层历史的清晰描述都必须能够解释该大陆山脉缓慢隆起的原因。哈尔伯斯塔德表示，“在该大陆山脉的海拔尚不明晰的情况下，很难探索其地质记录。”
哈尔伯斯塔德和她的同事（包括新西兰和英国的研究人员）设计了一种独特的研究方法。在这种研究方法中，他们将冰盖模型与气候模型相结合，同时模拟在每种气候模型场景下生长的植被类型。在对气候模型进行测试时，该团队使用历史地质数据集，该数据集包括过去的温度、植被和冰川接近度等已知的古气候数据点。之后，该团队运行他们的基准模型来推断哪些CO2和构造模型场景满足已知的地质条件。最后，哈尔伯斯塔德和她的同事对整个大陆的冰川状况进行推断。
由国家科学基金会(NSF)所赞助的该研究，在模拟中新世中期最温暖的环境条件下重建了一个厚度适中的冰盖。在此模型中，尽管南极冰盖的边缘已经明显融化内缩，但大量的降水导致冰盖内部区域不断增厚。该研究团队的模型进一步显示，南极洲威尔克斯盆地（Wilkes Basin）地区的冰川在冰河时期增多，而在间冰期时减少。因此，威尔克斯盆地被认为是未来对于全球变暖特别敏感的地区，并可能导致未来海平面上升。
哈尔伯斯塔德表示，“南极洲的古气候是预测未来发展变化的基础。”
编译：徐初景
审校：邹磊磊
新闻来源：ScienceDaily网
