研究人员发现，大约9000年前，温暖的深水流入南极洲东部的沿海海域引发了连锁反应。当这些相对温暖的海水到达漂浮冰架的底部时，它开始从下方融化它们。这些冰架曾经厚实坚固，现在就像支撑着内陆冰川的支撑物。当它们减弱和坍塌时，它们身后的巨大陆地冰层涌向大海。

但这仅仅是开始。随着更多的冰进入海洋并融化，它释放了大量的淡水。这些淡水改变了海洋的结构，使表层密度降低，更加稳定。这种稳定性阻止了较冷的地表水向下混合，从而允许更温暖的深水爬到大陆架上。更多的温暖导致更多的融化，从而导致更多的淡水——这个循环重复。

这不是一个简单的因果顺序。这是一个级联的积极反馈——一个变化放大另一个变化的过程，形成一个自我维持的循环。在这种情况下，一个地区的融化助长了其他地区的融化，像缓慢移动但势不可挡的波浪一样将退缩蔓延到南极洲冰冷的海岸线。

隐藏在沉积物中的科学

为了揭开这个古老的故事，研究小组转向了吕佐夫-霍尔姆湾附近的海底，这是日本昭和站附近的南极洲东部偏远地区。在数十年的南极探险中，科学家们从这个海湾收集了沉积物核心——由泥土和沙子组成的长圆柱体，像日记中的一页一样记录着时间的流逝。

大约9,000年前，当区域海平面达到顶峰时，温暖的深水流入该地区，导致冰架崩塌。结果，冰流加速，南极冰盖从海岸大幅向内陆后退。在这些岩心中，该团队发现了写在微观化石、沉积物颗粒和化学特征中的线索。他们最强大的工具之一是测量铍同位素比率（具体来说，¹⁰Be/⁹Be）。这些同位素充当计时器，记录岩石和沉积物暴露在大气中或埋在海底的时间。通过研究这些比率，科学家们重建了冰在数千年来是如何前进和后退的。

他们的发现表明，大约9,000年前，一股温暖的环极深水（CDW）涌入吕佐夫-霍尔姆湾。来自周围南大洋的深层咸水的侵入与冰架快速崩塌和冰川退缩的迹象完全一致。地质记录似乎捕捉到了南极洲东部开始失去冰冷控制的那一刻。

融化机制建模

虽然沉积物讲述了故事的一部分，但计算机模拟揭示了其余部分。该团队使用先进的气候和海洋模型，探索了温暖的海水最初是如何到达南极东海岸的。

模拟表明，这一过程可能始于远离吕佐夫-霍尔姆湾的地方。随着南极洲其他地区（例如罗斯冰架）的冰融化，大量淡水涌入南大洋。这个新鲜层蔓延到整个地表，减少了通常将冷水从上方向下带到更深层的垂直混合。这种混合的抑制使得温暖、致密的深水向上和向内流动，流向南极洲被淹没的大陆架。一旦温水到达冰层，它就会开始从下面融化冰层。由此产生的淡水加强了分层，锁定了反馈回路。最初是局部融化，后来变成了整个大陆的转变。菅沼教授和他的同事称之为级联正反馈系统——一种能够通过海洋本身将南极冰盖的遥远部分连接起来的机制。从本质上讲，一个地区的融化会引发连锁反应，引发其他地方的更多融化。

用古代冰写成的教训

这一发现的意义远远超出了古代历史。尽管这些事件发生在全新世早期——在最后一个冰河时代之后，地球气候自然变暖——但同样的机制今天可能正在运作。

现代观测表明，南极西部冰盖的部分地区，包括思韦茨冰川和松岛冰川，在温暖的深水的影响下正在迅速退缩。这些冰川已经赢得了“世界末日冰川”等不祥的绰号，因为它们有可能提高全球海平面。如果与9,000年前观察到的类似反馈再次开始发挥作用，今天的局部融化可能会蔓延到多个南极地区，从而大大放大总冰损失。

其影响是巨大的。即使是南极冰融化的适度加速，也可能在几个世纪内使全球海平面上升数十厘米——足以重塑海岸线、淹没城市并使数百万人流离失所。过去的教训是显而易见的：一旦这些反馈循环开始，即使不是不可能，也很难停止。

协作的力量

这项研究本身就证明了现代科学中合作的力量。30多家研究机构为这项工作做出了贡献，包括国立极地研究所（NIPR）、日本地质调查局（AIST）、日本海洋地球科学技术机构（JAMSTEC）以及日本内外的几所大学——从东京大学到高知大学和北海道大学。化学实验室套件

来自新西兰、西班牙和其他国家的国际合作伙伴增加了冰川学、海洋学和地球化学方面的专业知识。这些科学家共同结合了实地考察、实验室分析和高分辨率建模，以前所未有的清晰度重建了冰海洋系统的图景。

这些数据不仅来自一次探险，还来自日本数十年的南极考察探险队（JARE），包括从破冰船白濑号上采集的样本。正是几代科学家的坚持不懈，冒着地球上一些最恶劣的条件，才使这一发现最终浮出水面。

回响时间的信息

菅沼教授强调，这些发现不仅仅是科学好奇心的问题，更是一个警告。“这项研究提供了重要的数据和建模证据，将有助于更准确地预测未来的南极冰盖行为，”他解释道。“这项研究中确定的级联反馈有助于强调这样一种观点，即微小的区域变化可能会产生全球影响。”

他的话在当今面临加速气候变化的世界中引起了深刻的共鸣。九千年前在南极洲东部发生的事情是由自然变暖引发的，但物理机制保持不变。如今，人类驱动的温室气体排放正在迅速加热大气和海洋，可能会引发曾经重塑南极海岸线的相同反馈。

南极东部冰盖的故事归根结底是一个关于联系的故事。冰与水、因果、过去与未来的联系。它提醒我们，地球是一个巨大的、相互关联的系统——一个地区的变化可以跨越海洋和几个世纪。

未来脆弱的平衡

了解这些古老的过程为科学家提供了一个了解未来可能发生的事情的重要窗口。预测南极冰盖将如何应对持续变暖是气候科学中最紧迫的挑战之一。像这样的研究揭示了反馈、海洋环流和冰动力学如何随着时间的推移相互作用，使我们更接近这一目标。

这是一个微妙的平衡。曾经在数千年内自然展开的相同过程现在可能会在几十年内因人类影响而加速。如果过去看到的自我强化反馈再次苏醒，其影响可能会对子孙后代产生不可逆转的影响。

我们对这些机制了解得越多，我们就越有能力预测它们的影响，并在跨越阈值之前采取行动。科学赋予人类预见的能力，而远见是预防的第一步。

来自海洋的记忆

在黑暗、冰冷的海水下，曾经融化古老冰层的水流仍在流动，其中承载着历史的教训。揭示这个故事的海底沉积物不仅仅是遗迹，它们是用化学和时间的语言写成的警告。

倾听这一信息就是认识到我们在控制潮汐、风和冰的同一全球系统中的位置。我们不是外部观察者;我们是参与者。我们对大气、海洋和气候所做的一切，都会以微妙而深刻的方式回响在我们身上。

南极洲东部古代崩溃的故事不仅仅是关于过去的。它关乎我们现在的选择，以及我们正在塑造的未来。

来源：9,000-Year-Old Antarctic Meltdown Reveals a Terrifying Climate Feedback Loop Still Active Today