网站 Banner

        多年来，科学家们一直在争论，在最寒冷的冰河时代，一个巨大的厚冰架是否曾经覆盖了整个北冰洋。 现在，发表在《科学进展》上的一项新研究对这一观点提出了挑战，因为研究小组没有发现存在巨大 ~1 公里冰架的证据。 相反，北冰洋似乎已经被季节性海冰覆盖——即使在过去 750,000 年最严酷的寒冷时期，也留下了开阔水域和维持生命的条件。 这这一发现为我们了解北极过去如何应对气候变化以及未来可能如何表现提供了至关重要的见解。

         古代泥浆中的微小生命痕迹

         由欧洲研究委员会协同资助项目 Into the Blue -- i2B 领导，研究小组研究了从北欧海中部海底和斯瓦尔巴群岛以北的叶尔马克高原收集的沉积物岩芯。 这些核心保存着生活在海洋中的藻类的微小化学指纹很久以前。 其中一些藻类只生长在开阔水域，而另一些藻类则在每年形成和融化的季节性海冰下茁壮成长。

        “我们的沉积物岩芯表明，即使在最寒冷的时候，海洋生物也很活跃，”该研究的主要作者、挪威北极大学 （UiT The Arctic University of Norway） 的 Jochen Knies 说，他是 Into The Blue -- i2B 项目的联合负责人。 “这告诉我们，水面一定有光和开阔的水面。 如果整个北极都被锁定在一公里厚的冰块。

         该团队寻找的关键指标之一是一种名为 IP25 的分子，它由生活在季节性海冰中的藻类产生。 它在沉积物中的规律出现表明，海冰随着季节的变化来来去去，而不是全年保持冻结状态。

         模拟古代北极气候

         为了根据地质记录测试这些发现，研究团队使用了 AWI 地球系统模型（一种高分辨率计算机模型）来模拟两个特别寒冷时期的北极条件：大约 21,000 年前的末次冰盛期，以及大约 140,000 年前的更深的冰冻，当时大冰盖覆盖了北极的大部分地区。

         “这些模型支持我们在沉积物中发现的内容，”Knies 说。 “即使在这些极端的冰川作用期间，温暖的大西洋水仍然流入北极门户。 这有助于防止海洋的某些部分完全结冰。

         模型还表明，冰不是静态的。 相反，它随着季节的变化而变化，在冰上形成开口，光线可以照射到水面，生命可以继续繁荣。 这项研究不仅重塑了我们对过去北极气候的看法，而且对未来的气候预测也有影响。 了解海冰和海洋环流如何响应过去的极端气候事件可以改进模型，以预测全球变暖中的未来变化。

         “这些重建有助于我们了解什么是可能的——以及在冰盖和海洋动力学方面，“这项研究的合著者、亥姆霍兹极地和海洋研究中心 （AWI） 阿尔弗雷德·韦格纳研究所 （Alfred Wegener Institute） 的 Gerrit Lohmann 说，他是 Into The Blue -- i2B 的联合负责人。 “在试图预测冰盖和海冰未来可能如何表现时，这一点很重要。”

         重新思考巨型冰架理论

         一些科学家认为，北极海底的特征表明，一个巨大的、接地的冰架曾经被覆盖整个海洋。 但这项新研究提供了另一种解释。

         “在特别严重的寒冷阶段，北极的某些地区可能存在短暂的冰架，”Knies 说。 “但我们没有看到任何迹象表明，数千年来，一个单一的、巨大的冰架覆盖了一切。”

         一个可能的例外可能发生在大约 650,000 年前，当时沉积物记录中的生物活性急剧下降。 但即便如此，证据也指向一个暂时的事件，而不是北极上空持久的冰盖。

         了解北极的未来

         这项研究为北极过去在极端条件下的行为提供了新的视角。 这很重要，因为当今北极正在迅速变化。 了解海冰和海洋环流如何应对过去的气候变化有助于科学家了解未来可能会发生什么。

         “这些过去的模式有助于我们了解未来情景中的可能性，”Knies 说。 “我们需要了解北极是怎样的在压力下表现——以及需要注意的临界点——因为北极正在应对全球变暖。

         全文“过去 750,000 年冰河-大西洋门户的季节性海冰特征”可在 Science Advances 上获得。

         这项研究是欧洲研究委员会协同资助项目 Into the Blue -- i2Band 挪威研究委员会卓越中心（iC3）：冰、冰圈、碳和气候中心的一部分。