《Science》研究表明南极洲东西部对外部条件的反应截然不同

2024年7月4日，《科学》（Science）发表题为《早渐新世冰川期无冰盖的西南极洲》（Ice sheet–free West Antarctica during peak early Oligocene glaciation）的研究，通过回收独特的地质样本并结合复杂的模型，了解当今南极冰盖形成的时间和地点，该研究发现南极洲东西部对外来强迫的反应存在巨大差异。
近年来，全球变暖对南极冰盖产生了重要影响。南极洲“永恒”冰盖的融化速度比之前预想的要快，尤其是西南极洲的融化速度比东南极洲更快。由阿尔弗雷德·韦格纳研究所（Alfred Wegener Institute）领导的国际研究小组发现，这种现象的根源可能在于冰盖的形成，钻孔岩芯中的沉积物样本结合复杂的气候和冰盖模型表明，南极洲的永久冰川始于大约3400万年前，但并没有像以前假设的那样覆盖整个大陆，而是局限于东南极洲地区。直到至少700万年后，冰盖才逐渐向西南极洲海岸推进。
大约3400万年前，地球经历了一次根本性的气候转变，从无冰或少冰的温室状态过渡到拥有大片永久冰川的冰室状态。在此期间，南极冰盖逐渐形成。然而，由于缺乏关键区域的可靠数据和样本，特别是西南极洲，因此尚不清楚冰盖是如何、何时以及何地形成的。研究人员使用MARUM-MeBo70海底钻机在西南极洲阿蒙森海岸松岛和思韦茨冰川附近取回的钻孔岩芯，首次确定了冰冷的南极大陆诞生的历史。令人惊讶的是，在南极冰川作用的第一个主要阶段，该地区没有发现冰存在的迹象。这意味着最初的冰川作用主要发生在东南极洲，这是因为西南极洲在第一次冰川高峰期仍保持无冰状态，被茂密的阔叶林和冷温带气候所覆盖，这阻止了西南极洲冰的形成。
东西南极洲对外部条件的反应截然不同。为了更好地了解南极洲第一块永久冰盖的形成地点，研究人员将新获得的数据与现有的空气和水温以及冰盖的形成数据相结合，这完全改变了我们对第一次南极冰川作用的了解。根据这项研究，永久冰盖形成的基本气候条件只存在于南极东部的北维多利亚大陆的沿海地区。潮湿的气团到达强烈上升的南极横贯山脉，这是永久积雪和随后形成冰盖的理想条件。研究团队借助2017年南极洲西岸“极星”号（Polarstern）科考船上的独特岩芯样本，填补了这一知识空白。由不来梅MARUM公司开发的MARUM-MeBo70钻机首次在南极洲使用，西南极洲松岛和思韦茨冰川附近的海床异常坚硬，以往的常规钻探方法无法到达深层沉积物，而MARUM-MeBo70配备的旋转刀盘可以钻入海底约10米并取回样本。该研究发现对于理解从温室气候到当前冰室气候的极端转变至关重要，也为气候模型能够更准确地模拟永久冰川地区如何影响全球气候动态提供了新的见解，即冰、海洋和大气之间的相互作用。
来源：Science