在许多河流三角洲,科学家们错过了海平面上升的主要来源

表面高程表用于测量印度尼西亚热带沼泽的沉降。

SIGIT DENI SASMITO / CIFOR / FLICKR
在许多河流三角洲,科学家们错过了海平面上升的主要来源

对于沿海社区而言,由冰川融化和海洋变暖推动的海平面上升已经足够严重。 但生活在河流三角洲柔软,可压缩沉积物上的人们还有另一个需要应对的因素:土地沉没。 传统上,科学家推断潮汐测量仪读数下沉或直接在GPS站测量。 但是现在一组科学家表示,这些方法显着低估了全球许多三角洲和低洼海岸线的沉降。

近年来,位于路易斯安那州新奥尔良的杜兰大学的科学家们已经证明,在密西西比河三角洲,几米范围内蓬松的年轻沉积物正在快速压实。 他们估计这一使该地区的海平面上升速度 ,达到每年13毫米。 潮汐测量仪和GPS站错过了这种下沉,因为它们锚定在更深的层上,这些层不易于压实。

该团队于“ 海洋科学”杂志 指出全球许多低洼沿海地区可能存在同样的机制,这些地区占全球人口的10%左右 “潮汐测量仪不能测量我们需要的东西,”Tulane的地质学家,该研究的共同作者TorbjörnTörnqvist说。 “我们需要真正重新思考我们如何监控这些领域。”

卫星是监测海洋高度绝对变化的主要工具,它反映了海平面上升的最大驱动因素:融冰和变暖的水的膨胀。 但对于人类和生态系统而言,土地上涨或下降的相对影响同样重要。 一些地区在古老的冰盖融化后数千年仍在反弹,从地球的弹性地幔中提升了巨大的重量。 还有更多正在下沉。 “这是我们在海平面预测中长期忽视的事情,”Yerseke的荷兰皇家海洋研究所的气候科学家AiméeSlangen说,他是下一份联合国气候报告海平面章节的主要作者。

例如,路易斯安那州正在快速下沉。 虽然压实是罪魁祸首,但地下水,石油和天然气的开采也起着重要作用。 沉积物冲下密西西比河曾一度弥补了沉降,但是堤坝和其他工程结构现在将其分流到墨西哥湾。 为了监测沉积物损失,过去几十年来,该州已经部署了一个由大约400个简单的湿地监测仪器组成的网络,称为地面高程表。

桌子是于沼泽表面固定在一个深深地驱动的杆子上。 每年两次,从桌子上放下一系列针脚,直到它们只是接触沼泽表面 - 定期测量表面相对于较深层下沉的速度。 五年前,当Törnqvist的小组开始利用这个网络来判断路易斯安那州的沉降来源时,研究人员意识到这个问题不仅仅是沉积物损失。 在河流自由流动的早期几个世纪沉积的浅层土壤,正在简单地压缩。 “潮汐测量仪没有捕捉到这一点,”领导这项新工作的杜兰大学研究生莫莉·基奥说。

新论文阐述了原因。 Keogh说,该区域的131个潮汐测量仪测量潮汐与深层沉积物中锚定的基准相比,通常在数十米处下降 - “就像我们到达路易斯安那州的基岩一样近”。 该地区10个已知基准的GPS站也平均锚定在14米深的泥浆中。 对于这两种装置而言,压实程度最大的区域 - 海平面上升一半的来源 - 是看不见的。 英国林肯大学的物理地理学家Mark Schuerch说,在其他依赖潮汐测量的三角洲地区,这种情况可能也是如此,这使人们怀疑地区海平面上升的估计。 “它非常具有创新性,非常令人兴奋 - 或者非常可怕。”

英国利物浦平均海平面永久服务局前局长菲利普伍德沃思警告说,查明世界其他地方潮汐测量仪的锚定深度将是一项艰巨的任务。 潮汐测量记录通常不包括其基准的深度; 这种知识,如果存在,就埋藏在国家官僚机构中。

此外,从湿地到湿地,浅层压实的速度可能差别很大。 在一些沼泽中,植物通过捕获根部的新沉积物来补偿压实。 在孟加拉国Palisades的哥伦比亚大学Lamont-Doherty地球观测站的海洋地质学家CélineGrall说,在孟加拉国等一些地区,压实在浅层和深层发生得更均匀。 “这些假设在那里并不正确。”

Törnqvist说,在世界各地的三角洲中部署高程表可以解决这些不确定因素,创建一个全球数据库。 该工具简单,便宜,有效,已在 。 对于一个面积相当于沿海路易斯安那州的地区,只需要40个就能跟踪沉降 - 并确定海洋真正上升的速度。 Grall说,生活在世界三角洲的数百万人需要知道答案。 “这是我们应该努力的遗产。”

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