在南极洲的海冰下 科学家们发现生命在黑暗中茁壮成长

在南极洲的海冰下科学家们发现生命在黑暗中茁壮成长许多不同种类的浮游植物是光合作用。它们需要太阳光来产生能量。当海洋结冰时，较少的光线可以穿透到它们通常生长的表面。科学家们一直在研究这些微小的生物体何时何地开始繁盛，并注意到这通常发生在海冰退缩时。近年来，在世界的另一端，即北极地区的工作表明，大量的浮游植物（或"水华"）可以而且确实在海冰下的黑暗、低光照条件下生存。在南极洲也可能是这样的情况。在这项研究中，科学家从2014年至2021年期间部署的51个浮动实验室（"浮子"）收集数据。这些浮子可以通过一套传感器收集整个南大洋的生物地球化学信号，它们还可以检测海冰，并潜入海面以下，在水中漂移。研究人员通过观察浮筒探测到的叶绿素分子的数量，并与美国宇航局的卫星测定的海冰覆盖率相比较，描述了生活在海冰下面的浮游植物的大量繁殖，通常在极地夏季海冰退去之前。在大约26%的测量中都是如此。他们指出，这可能预示着那里潜伏着整个隐藏的生态系统，通常没有被计算在内。而如果构成食物网基础的浮游植物躲在冰下，那么我们可能低估了躲在那里的生命数量。布朗大学和奥克兰大学的极地海洋学家、该研究的第一作者克里斯托弗-霍瓦特说："我们似乎越是在南极的海冰和陆冰下寻找，我们似乎就越能发现。"然而，Horvat指出，当海冰存在时，浮筒并不能提供准确的位置。相反，它们在返回海面时播报位置，这就为水华是否发生在海底或更开放的海洋区域留下了一些不确定性。也许，自然的问题是，随着气候变化，海冰越来越早地退去，这些水华会发生什么。在南极，现在判断还为时过早，但在北极的一些早期研究开始表明，人类驱动的变暖可能会影响北方海冰下的水华。新西兰国家水和大气研究所的海洋生态学家安东尼娅-克里斯蒂说："为了知道这些种群是否对气候变化有弹性，我们需要知道这些事件是新的还是以前发生过的，它们发生的频率如何，哪些物种在形成水华，了解这些物种的生理学，以及允许这些水华形成的物理化学条件是什么。"未来的研究计划使用不同的冰下数据收集方法或全年的船舶部署，可以确定浮游植物水华发生的确切位置，以及在海冰下发生了多少。发现适应地球上一些最极端条件的生命并不出乎意料--以前的发现表明我们几乎没有触及到表面。例如，在2021年，英国南极调查局在Filchner-Ronne冰架上钻了一个洞，在大约4000英尺深处发现了不寻常的生命体。而在今年6月，在另一个冰架罗斯工作的新西兰科学家融化了一个洞，发现了潜伏在冰架下约1600英尺处的生命之河。是的，《侏罗纪公园》的粉丝们，生命确实找到了一条路，即使是在南极洲的黑暗、寒冷的海洋中。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1333077.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1333077.htm

冰冷深渊 - 科学家对南极底层水有了更深入的了解

冰冷深渊-科学家对南极底层水有了更深入的了解南极洲周围的海域产生了大量的海冰，对世界海洋水循环至关重要，连接着大西洋、太平洋和印度洋。当海冰形成时，它排斥盐分，让密度较高的的水下沉到海底。被称为GlobalAbyss的大部分深海海底被这种水淹没，这种水被称为南极底层水（AABW），它是全球环流中最冷和最密集的水团。了解AABW的发展机制以及全球变暖将如何影响其形成至关重要，因为全球海洋环流影响着全球气候。在南极洲周围形成的冷而密集的水下沉到海床，推动了全球海洋环流。"我们在南极洲靠近达恩利角的一个关键AABW生产地发现了关于海冰生长形式的令人惊讶的新结果，这对其他地区有潜在的广泛影响，"北海道团队的KayOhshima说。他解释说，卫星监测和来自海洋中停泊的传感器的数据显示，被称为Frazil冰的水下冰在生产密集冷水方面的重要性。当水被强风和湍流条件的冷却作用冷却到冰点以下时，这种冰就在水面下形成。这种冷却可以发生在令人惊讶的80米或更深的地方。在达恩利角海岸周围，特别是由于强风和由此产生的热量损失，在海面下有效地形成了弗拉齐尔冰，如下图。当这种特殊形态的冰形成时，它产生了寒冷的、密集的水，这些水沉到海床上形成南极底层水（AABW）。资料来源：KayI.Ohshima等人，《科学进展》，2022年10月19日它们的关键意义在于，当涉及水被来自严重寒冷的南极洲的强风冷却的区域，特别是在被称为polynyas的包冰内的开放水区。"了解到这样一个主要的过程发生在水下是很重要的，揭示了循环系统的一个方面，它至少部分地被遮蔽了，"Kay说。研究人员还建议，弗拉齐尔冰可能将海底的沉积物纳入其中，并在冰融化时将其释放。这可能会产生对营养物质循环的新认识，这些营养物质促成了浮游生物的繁殖，从而影响南极水域的总体生物生产力。Kay总结说："我们的下一步是将这些新的过程纳入对南大洋生物地球化学和碳循环的理解，这将需要大量新的实地工作和研究。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1333467.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1333467.htm

科学家发现南极冰架融化的一个新原因：小型海洋涡旋

科学家发现南极冰架融化的一个新原因：小型海洋涡旋研究船NathanielBPalmer号行驶在南极洲的Thwaites冰架之间斯韦特冰架是南极洲西部最大的冰架之一，它支撑着斯韦特冰川的东侧，在过去的20年里，斯韦特冰川一直在快速退缩，是南极冰川中对全球海平面上升贡献最大的冰架。南极洲的Thwaites冰架Thwaites冰架在最近几十年里也明显变薄和减弱,研究人员利用安装在Thwaites冰架下面的传感器收集的独特数据集观察到，在2020年1月至2021年3月期间，冰架下面的浅层海洋明显变暖。这种变暖的大部分是由源自更东边的松岛冰架的大量冰川融水的水域推动的，这些融水流入了特怀茨冰架下面的区域。研究人员在Thwaites冰架上钻井，在下面安装监测传感器当海洋融化冰架底部时，冰川融水与盐水混合，可以形成一个比周围水域更温暖的浮力水层。这种更轻、相对更新鲜、更温暖的水带来的热量融化了斯怀特冰架的底部。主要作者、英格兰大学海洋和大气科学中心的TiagoDotto博士说。"我们已经确定了另一个可能影响冰架稳定性的过程，揭示了当地海洋循环和海冰的重要性。环极深水，南极水域的一个温暖品种，是融化冰架底部的一个关键角色。然而，在这项研究中，我们表明，一个冰架下面浅层的大量热量可以由来自附近其他融化的冰架的水提供。因此，发生在一个冰架上的事情，可以影响到邻近的冰架，以此类推。这个过程对于像阿蒙森海这样的冰架高度融化的地区很重要，因为一个冰架紧挨着另一个冰架，一个冰架的热量输出可以通过海洋循环到达下一个冰架。"Dotto博士补充说："这些大气-海洋-冰-海洋的相互作用是很重要的，因为它们可以延长冰架下的温暖期，让温暖和富含融水的水进入邻近的冰架空洞。南极洲周围其他地区可能存在的环流也可能导致更多的冰架容易出现与长期温暖条件相关的强烈的基底融化，并因此进一步导致全球海平面上升。"研究人员在Thwaites冰架上竖起一个带有大气传感器的监测塔2020年1月，来自美国的同事在冰上钻孔，安装了监测温度、盐度和Thwaites冰架下面的洋流的传感器。在一年多的时间里，这些传感器通过卫星发送用于识别海洋变化的数据，例如温度和融水含量如何变化。根据这些观察，研究人员怀疑过量的热量不可能来自于特怀兹冰架的局部，因为他们在安装传感器的地方没有看到强烈的融化现象。通过将这些信息与计算机模拟相结合来确定这些热量的来源，他们发现离开松岛冰架的水可以进入斯怀特冰架下面的区域。研究人员使用模型模拟和附着在海豹身上的标签所收集的数据，确定了解释这些水如何进入斯怀茨冰架的机制。它们都表明，在冬季，斯怀兹冰架附近的一个旋涡会减弱，这使得更多的热量可以到达冰架下面的浅水区。卫星图像还显示，2020/2021年的南半球夏季是不寻常的，因为它在特怀兹冰架附近的地区有高度集中的海冰。根据模拟结果和以前的研究，研究小组假设，旋涡更加薄弱，因此来自邻近冰架的过量融水无法被海流移出该地区，而是进入了特怀兹冰架。这更加降低了这一旋涡的强度，使冰架下的冰川融水浓度更高，从而使水流入冰架。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1341999.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1341999.htm

惊人的160米解冻：科学家发现格陵兰冰川巨大的厚度损失

惊人的160米解冻：科学家发现格陵兰冰川巨大的厚度损失据测量，北纬79°冰川下的融化速度为每年130米。格陵兰东北部陆基仪器和机载雷达的测量结果揭示了北纬79°冰川的冰层流失程度。阿尔弗雷德-魏格纳研究所的研究结果表明，自1998年以来，冰川厚度减少了160多米。冰川厚度大幅减少的主要原因是温暖的洋流正在从下面融化冰川。高气温导致地表形成湖泊，湖水通过冰层上的巨大通道流入海洋。一个研究小组在科学杂志《冰冻圈》（TheCryosphere）上报告说，其中一条通道高达500米，而上面的冰层只有190米厚。格陵兰东北部的一个乡村营地是利用直升机在北纬79°冰川难以进入的部分部署采用现代雷达技术的自主测量设备的基地之一。阿尔弗雷德-魏格纳研究所（AlfredWegenerInstitute）、亥姆霍兹极地与海洋研究中心（AWI）的极地飞机进行的测量飞行和卫星数据也被纳入了一项科学研究，现已发表在科学杂志《冰冻圈》（TheCryosphere）上。OleZeisig开始对79北冰川进行pRES（雷达）测量。资料来源：阿尔弗雷德-魏格纳研究所/NiklasNeckel本研究探讨了全球变暖如何影响浮冰舌的稳定性。这对格陵兰岛和南极洲的剩余冰架都非常重要，因为冰架不稳定通常会导致冰流加速，从而导致海平面上升。冰川变化与观测"自2016年以来，我们一直在使用自主仪器对北纬79°冰川进行雷达测量，从中我们可以确定融化率和变薄率，"该出版物的第一作者、AWI冰川学家OleZeising博士说。"此外，我们还使用了1998年、2018年和2021年的飞机雷达数据，这些数据显示了冰层厚度的变化。我们能够测出，在全球变暖的影响下，北纬79°冰川在最近几十年发生了显著变化。"该研究显示了温暖的海洋流入和变暖的大气层如何共同影响格陵兰东北部79°N-冰川的浮冰舌。就在最近，AWI的一个海洋学小组才发表了有关这一主题的模型研究。现在展示的这组独特的观测数据显示，在向冰盖过渡附近的大片区域出现了极高的融化率。此外，冰层底部从陆地一侧形成了巨大的通道，这可能是因为巨大湖泊的水通过冰川冰层排出。近几十年来，这两个过程导致冰川严重变薄。由于融化速度极快，自1998年以来，浮冰舌的冰层变薄了32%，尤其是在冰层与海洋接触的接地线上。此外，冰层底部形成了一条500米高的通道，并向内陆蔓延。研究人员将这些变化归因于浮舌下方空腔中的暖洋流，以及大气变暖导致的地表融水径流。一个令人惊讶的发现是，自2018年以来，融化率有所下降。一个可能的原因是海洋流入的水温较低。参与这项研究的安杰利卡-亨伯特（AngelikaHumbert）博士教授说："这个系统在如此短的时间尺度内做出反应，这对于冰川等实际上具有惰性的系统来说是令人惊讶的。""我们预计，这个浮动冰川舌将在未来几年到几十年内碎裂，"AWI冰川学家解释说。"我们已经开始对这一过程进行详细研究，以便最大限度地了解这一过程。虽然已经发生过几次这样的冰架解体，但我们只能在随后收集数据。作为一个科学界，我们现在处于一个更好的位置，因为我们在冰架崩塌之前就已经建立了一个非常好的数据库"。编译自:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1426586.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1426586.htm

南极冰川的突然坍塌令科学家感到惊讶

南极冰川的突然坍塌令科学家感到惊讶由冰川学家本杰明-沃利斯（BenjaminWallis）领导的一项最新研究揭示了南极卡德曼冰川令人担忧的不稳定性。这凸显了对海洋进行广泛监测的迫切需要，并引发了人们对其他冰川可能面临类似快速变化的担忧。上图描述了南极半岛多山和冰冷的海岸线。图片来源：安娜-霍格教授2018年11月至2021年5月间，冰川后退了8公里，因为冰川末端的冰架--冰延伸入海并固定在海底的所谓接地带坍塌了。冰架起到了支撑作用，减缓了冰川向大海的移动。科学家们认为，在温暖海水的包围下，冰架变薄，失去了接地作用，冰架不再能够阻挡冰川。结果，冰川的流动速度迅速加快，速度翻了一番，通过一种被称为冰山崩裂的过程，冰山以冰山的形式排入大海的数量也随之增加。沃利斯说："我们惊讶地发现，卡德曼冰川从一个表面上稳定的冰川突然恶化并出现大量冰块流失的速度之快。"冰架崩塌前后的卡德曼冰川。左边的图片拍摄于2017年，显示的是冰架。右图为本月拍摄的照片，显示了冰架的消失。图片来源：欧盟委员会、欧洲航天局、哥白尼哨兵-2数据、本杰明-沃利斯"同样令人好奇的是，南极半岛西部这一部分的邻近冰川并没有以同样的方式做出反应，这可能为我们更好地预测气候变化将如何继续影响这一重要而敏感的极地地区提供了重要的借鉴。我们的研究汇集了来自三十年、九个不同卫星任务和现场海洋测量的数据，以了解南极洲发生的变化。这表明，利用各种传感器对地球极地地区进行长期监测是多么重要，这些传感器都能告诉我们不同的情况。"据科学家们称，卡德曼冰川目前正处于"严重的动态失衡"状态。冰川上的冰不断变薄，海拔以每年约20米的速度下降。这相当于每年损失一栋五层楼的高度。每年约有21.6亿吨冰从卡德曼冰川流入海洋。研究人员在科学杂志《自然-通讯》（NatureCommunications）上发表了他们的分析报告--《海洋变暖推动南极半岛西部海洋末端冰川的快速动态激活》（Oceanwarmingdrivesrapiddynamicactivationofmarine-terminatingglacieronthewestAntarcticPeninsula）。从高空俯瞰南极半岛的山脉和冰川。南极洲的海洋末端冰川。图片显示了南极洲，但未显示卡德曼冰川。图片来源：安娜-霍格教授卡德曼冰川为何变得如此不稳定？据信，2018/19年初南极半岛西部周围异常高的海水温度引发了卡德曼冰川系统的快速动态变化。通过分析历史卫星数据，科学家们认为，从21世纪初开始，可能从20世纪70年代开始，较暖的海水逐渐使冰川的冰架变薄。南极洲冰川的临海洋末端。资料来源：安娜-霍格教授温度较高的水并没有被带到海洋表面，而是被带到了水体深处。这些较暖的水可能到达了冰架所在的海底。其结果是冰架开始自下而上地融化。在2018/19年，冰架非常薄，以至于脱离了接地带，开始漂浮，实际上是滑锚，使卡德曼冰川能够将更多的冰排入海中。但科学小组仍然面临着一个大问题。为什么卡德曼冰川会坍塌，而邻近的丰克冰川和勒弗冰川却保持相对稳定？海底山脊保护了一些冰川通过分析海底海洋学数据，他们认为在200米和230米深处有一系列被称为海脊或山脊的海底岩石结构，它们起到了防御屏障的作用，使较暖的海水通道偏离冰川。不过他们警告说，海洋变暖可能会削弱海脊保护一些冰川的能力。论文作者之一、英国南极调查局的迈克尔-梅雷迪思（MichaelMeredith）教授说："一段时间以来，我们已经知道南极洲周围的海洋正在迅速变暖，这对冰川和冰盖构成了重大威胁，并将导致全球海平面上升。这项新研究表明，表面上稳定的冰川可能会迅速发生变化，几乎在毫无征兆的情况下变得不稳定，然后变薄并强烈后退。这强调了在南极洲周围建立一个全面的海洋观测网络的必要性，尤其是在靠近冰川的地区，因为这些地区特别难以进行测量"。研究人员在论文中写道，发生在卡德曼冰川上的事情可以被视为"冰川学临界点"的一个例子。"冰川学临界点"是指一个处于稳定状态的系统会根据环境参数的变化而采取一种或两种路径。2018年，异常温暖的海水到来，导致冰架脱离地面，从而达到了一个临界点。达到这个临界点导致卡德曼冰川在13个月内冰排增加了28%。研究人员说，由于海底地质的原因，南极半岛上的其他冰川可能也容易受到类似突变的影响。参考文献"BenjaminJ.Wallis、AnnaE.Hogg、MichaelP.Meredith、RomillyClose、DominicHardy、MalcolmMcMillan、JanWuite、ThomasNagler和CarlosMoffat所著《海洋变暖推动南极半岛西部海洋末端冰川的快速动态激活》，2023年11月28日，《自然-通讯》。DOI:10.1038/s41467-023-42970-4编译来源:Scitechdaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1402169.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1402169.htm

南极海冰出现创纪录的低增长

南极海冰出现创纪录的低增长2023年9月10日南极海冰范围图。这比1986年创下的历史最低纪录低了39.8万平方英里（约合103万平方公里），相差的面积大约相当于德克萨斯州和加利福尼亚州面积的总和。1981年至2010年间的平均最大面积为722万平方英里（1871万平方公里）。南极每日海冰面积图，突出显示2023年9月10日。影响和原因本页顶部的地图显示的是2023年9月10日的南极海冰面积。国家南极和北冰洋研究中心（NSIDC）的海冰科学家沃尔特-迈尔说："这是南极海冰面积创纪录的低点。几乎整个南极大陆的海冰面积都出现了低增长，而不是某个地区。"科学家们正在努力了解南极海冰增长微弱的原因，其中可能包括厄尔尼诺现象、风型和海洋温度变暖等综合因素。新的研究表明，海洋热量很可能在减缓冷季冰层生长和促进暖季融化方面发挥了重要作用。据美国国家航空航天局（NASA）和美国国家冰雪数据中心（NSIDC）的研究人员称，北极海冰可能在2023年9月19日达到年度最小范围，成为卫星记录中第六低的年份。与此同时，南极海冰在9月10日达到了有记录以来的最低最大范围，而在最黑暗和最寒冷的月份里，冰盖本应以更快的速度增长。图片来源：美国宇航局戈达德太空飞行中心/科学可视化工作室趋势和气候反馈2023年迄今为止南极海冰面积创历史新低，是南极海冰在2014年创下历史新高后开始的下降趋势的延续。2014年之前，南极大陆周围的海冰每十年略微增加约1%。两极的海冰融化加剧了气候变暖，这是因为存在一种叫做"冰-冰床反馈"的循环。明亮的海冰将大部分太阳能量反射回太空，而开放的海水则吸收了90%的太阳能量。海洋暴露在太阳光下的面积越大，吸收的热量就越多，从而使海水变暖，进一步推迟海冰的生长。美国宇航局地球观测站图片，劳伦-多芬（LaurenDauphin）使用国家冰雪数据中心的数据拍摄。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1387465.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1387465.htm