9000年前的冰层融化揭示了南极洲崩塌的速度有多快

研究发现，南极冰退并非局限于某一区域，而是可以通过海洋联系跨区域蔓延，从而在大陆尺度上加剧冰损失。这一过程中，某一区域的融水会加速其他区域的融化，被称为“级联正反馈”。理解这种连锁反应有助于揭示南极冰盖在遥远过去和现代为何可能具有内在不稳定性。

重建古代冰盖崩塌：该研究旨在查明数千年前东南极洲大规模冰损失的原因。拥有地球一半以上淡水的东南极冰盖，如今在部分沿海区域已出现冰损失。了解这些巨大冰体系统对早期温暖期的响应，可为其在现代气候变化下的未来提供重要线索。为追溯这一历史，研究团队分析了从卢茨霍姆湾（沿宗谷海岸，靠近日本昭和站）采集的海洋沉积物岩芯，并结合了毛德皇后地的地质和地貌调查。这些沉积物是1980年至2023年间日本南极研究探险队（JARE）通过数十年考察获得的，包括破冰船“白濑”号近期的采样。通过沉积学、微体古生物学、地球化学分析以及铍同位素比值（10Be/9Be）测量，研究人员重建了该海湾过去的环境变化。数据显示，约9000年前，温暖的环南极深层水（CDW）涌入海湾，导致浮冰架崩塌。一旦这些冰架破裂，失去结构支撑的内陆冰便加速流向海洋。

模拟揭示级联海洋反馈：为确定为何该时期暖深水增强，研究人员运行了气候和海洋环流模型。模拟显示，包括罗斯冰架在内的南极其他区域的融水扩散至整个南大洋。这些淡水的涌入使表层海洋变淡，加强了垂直分层，阻止了寒冷表层水向下混合。结果，暖深水更容易移向东南极大陆架，形成了一个强化循环：融水增加分层，进而增强暖水流入，导致更多融化。模型表明，这种相互关联的“级联反馈”可使南极某一区域的融化通过大规模海洋环流模式触发或加速其他区域的冰损失。

跨越千年的警示：这项研究提供了迄今最清晰的证据之一，表明当地球变暖时，南极冰盖会发生自我强化的广泛融化。尽管该事件发生在全新世早期（当时全球气温自然高于末次冰期），但相同的物理过程在今天同样适用。现代观测显示，西南极冰盖的部分区域（如思韦茨冰川和派恩岛冰川）因暖深水侵入其下方而已在快速退缩。如果类似的级联反馈现在正在发生，局部融化可能会蔓延并加速整体冰损失，导致全球海平面上升更快。

国际合作与全球影响：该项目涉及30多个机构，包括日本国立极地研究所（NIPR）、日本地质调查所（AIST）、日本海洋研究开发机构（JAMSTEC）、东京大学、高知大学、北海道大学以及来自新西兰、西班牙等国的合作伙伴。这种大规模合作结合了实地调查、海洋沉积物研究、宇宙成因核素定年和先进的海气耦合气候模拟，以重建南极冰-海洋系统的演化过程。菅沼教授强调了研究结果的更广泛意义：“这项研究提供了关键数据和模拟证据，将有助于更准确地预测未来南极冰盖行为。本研究发现的级联反馈强调了一个观点，即微小的区域变化可能引发全球影响。”