兩極冰蓋不對(duì)稱演化 對(duì)全球氣候影響重大

中國(guó)南極中山站附近的南極冰蓋邊緣及斷落入海的冰山

“這是中國(guó)科學(xué)家解決世界性難題的范例，有著重大的理論和現(xiàn)實(shí)意義。”中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)院地球環(huán)境研究所研究員安芷生如此評(píng)價(jià)由10余家國(guó)內(nèi)外單位的研究人員共同完成的成果。

安芷生等人揭示了南極冰蓋生長(zhǎng)和相關(guān)的海冰擴(kuò)張?jiān)谟|發(fā)中更新世氣候轉(zhuǎn)型中的關(guān)鍵作用，為深入理解中更新世以來北半球冰蓋的快速擴(kuò)張?zhí)峁┝酥匾獧C(jī)制。8月2日，相關(guān)研究在線發(fā)表于《科學(xué)》。

“野蠻生長(zhǎng)”的南極冰蓋

“從北冰洋、南極冰蓋到陸地和海洋，這些要素構(gòu)成了地球表面系統(tǒng)。地球表面的氣候變化與每個(gè)人息息相關(guān)，全球變暖已經(jīng)成為全世界的共識(shí)?！卑曹粕治稣f，“全球變暖后，南北極冰蓋出現(xiàn)消融，但是消融的速度不一樣，北極相對(duì)更快，南極在過去一段時(shí)間內(nèi)并沒有很大變化，甚至冰蓋面積有所增加，近些年南極消融才顯著加快。這種不對(duì)稱的冰蓋演化對(duì)包括全球溫度和海平面變化在內(nèi)的全球氣候影響被嚴(yán)重低估?！?/p>

“南北極的變化是不對(duì)稱的，這造成了全球氣候的不均衡。而不均衡會(huì)產(chǎn)生動(dòng)力，最終造成氣候變化?！卑曹粕f，如果將目光放得更長(zhǎng)遠(yuǎn)一些，南北極冰蓋的不對(duì)稱變化不只有消融期，也有增長(zhǎng)期。

安芷生介紹，200萬年前到125萬年前，南極地區(qū)冰蓋面積和冰量增加，導(dǎo)致全球降溫。在此過程中，南極成為冷空氣的“發(fā)動(dòng)機(jī)”和“策源地”，進(jìn)而在南半球形成一個(gè)高壓，有利于將南半球的水汽“推”向北半球，這對(duì)北半球冰蓋的發(fā)展有利。

此外，大洋經(jīng)向環(huán)流也發(fā)生了變化，同時(shí)由于低溫夏季的發(fā)展，經(jīng)過多年積累，全球氣候從此前的冰期-間冰期4萬年冷暖旋回轉(zhuǎn)變?yōu)?0萬年。

“最初，北極冰蓋的面積并不大，其大規(guī)模發(fā)育，得益于南極冰蓋的不斷生長(zhǎng)?！卑曹粕f，“當(dāng)前南北極不均勻消融會(huì)造成重大氣候影響，仍需更多科學(xué)家去研究?！?/p>

中山站附近的海上冰山

首次挑戰(zhàn)多方假說

125萬年前北極冰蓋開始大規(guī)模發(fā)育、氣候周期轉(zhuǎn)型是什么原因造成的？對(duì)全球氣候有什么影響？對(duì)于這些問題，科學(xué)家們有各種各樣的說法。

“有說二氧化碳降低的，有說巖石風(fēng)化的……而我們對(duì)這些假說提出了挑戰(zhàn)?！卑曹粕榻B，國(guó)際學(xué)界對(duì)于上述問題爭(zhēng)論了幾十年，科學(xué)家在《自然》和《科學(xué)》等期刊發(fā)表了多篇文章，但中國(guó)科研人員很少介入。

這次，中國(guó)科學(xué)家介入這一話題。中國(guó)科學(xué)院地球環(huán)境研究所和中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所、香港大學(xué)、德國(guó)阿爾弗雷德·魏格納研究所、英國(guó)南極調(diào)查局、美國(guó)布朗大學(xué)等國(guó)內(nèi)外高校和研究機(jī)構(gòu)的科學(xué)家合作，試圖用兩極冰蓋不對(duì)稱演化這樣比較簡(jiǎn)單的道理解答上述問題。

研究團(tuán)隊(duì)將觀測(cè)記錄與數(shù)值模擬相結(jié)合，揭示了兩半球冰蓋不對(duì)稱演化的歷史及地球氣候系統(tǒng)響應(yīng)過程，發(fā)現(xiàn)200萬年前到125萬年前南極冰蓋和相關(guān)的海冰持續(xù)擴(kuò)張，驅(qū)動(dòng)距今125萬年以后北極冰蓋增長(zhǎng)。該成果強(qiáng)調(diào)了在當(dāng)今全球變暖的背景下，定量評(píng)估兩半球冰蓋的不對(duì)稱融化與全球氣候變化之間聯(lián)系的緊迫性，從而提高預(yù)測(cè)氣候變化以及地球系統(tǒng)對(duì)極地冰蓋變化響應(yīng)的能力。

“‘大冰期發(fā)生原因’是《科學(xué)》雜志提出的125個(gè)世界前沿科學(xué)問題之一。本研究提出的南極驅(qū)動(dòng)假說，為回答《科學(xué)》提出的這個(gè)難題作出了貢獻(xiàn)。”安芷生說。

南極達(dá)爾克冰川前沿。 其中，達(dá)爾克冰川正以一年約150米的速度向海洋流動(dòng)，冰川進(jìn)入海洋的部分在海水和大氣作用下崩解成冰山。作為典型的冰蓋溢出型冰川，達(dá)爾克冰川的崩解速度是南極冰蓋動(dòng)態(tài)變化的指示器，也是當(dāng)今氣候變化的顯示器。

資料來源：中國(guó)科學(xué)報(bào)

整編：海洋檔案