古海洋冰芯揭示现代气候变化

综合海洋钻探计划从南极洲的阿德利陆地上提取了170米的海洋沉积物岩芯记录，对海冰与气候变化之间的复杂关系产生了新的见解。

在《自然地球科学》杂志上发表的一项新研究中，伯明翰大学的研究人员合作了一项国际项目，以确定海冰水位的波动如何与过去12000年与El Nino有关的藻类水华和天气事件联系在一起。

他们发现，南极风强烈地影响着海冰的爆发和融化，而海冰的融化又反过来影响着海藻的数量，当海冰减少时，海藻可以在地表水中迅速生长。南极周围水域藻类生长水平的变化非常重要，足以影响全球碳循环。

研究人员利用CT扫描（计算机断层扫描）成像、微体化石和有机生物标志物分析等技术，在每年的时间尺度上研究海冰与大型藻类生长“水华”事件之间的关系。这些发现是与新西兰、日本、法国、西班牙和美国的研究机构合作完成的，涵盖了整个全新世时期，并对这些关系产生了非常详细的描述，有助于预测未来的海冰、气候和生物相互作用。

研究人员发现，在4500年前，几乎每年都会发生水华事件。然而，在4500年前之后，随着海冰水平的迅速上升，水华基线向不太频繁的水华和藻类生产类型的转变，水华事件对厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）和其他气候循环作出了响应。同一团队中的许多人最近的工作将此时海冰的扩张与冰川退缩和罗斯冰架的发展联系起来，罗斯冰架的作用是冷却南极地表水，从而创建一个“海冰工厂”。

地球伯明翰大学地理与环境科学系的James Bendle博士是该论文的合著者。他说：“虽然近几十年来北极地区气温上升与海冰融化之间存在着明显的关系，但南极地区的情况更为复杂。这是因为南极的一些地区正在变暖，但在一些地区，海冰一直在增加。由于海冰反射了入射的阳光，不仅变暖的影响减缓了，而且藻类也无法轻易地进行光合作用。气候模型目前难以预测观测到的南极海冰变化，我们的研究结果将帮助气候研究人员建立更可靠、更详细的模型。”

他补充说：“我们观察到的这些变化条件与ENSO风场之间的关系尤为重要。我们知道，厄尔尼诺现象放大了某些地区气候变化的影响，因此，任何将其与南极海冰联系起来的见解都是令人着迷的，并对未来长期海冰流失可能如何影响南极水域的食物网以及这一全球重要地区的碳循环过程产生了影响。”

新西兰GNS Science的Katelyn Johnson博士是这篇论文的主要作者。她说：“虽然年复一年持续存在的海冰可以防止这些大型藻类水华的发生，但爆发和融化的海冰为这些藻类的生长创造了有利的环境。这些大型藻类的“水华事件”发生在整个大陆，形成食物网的基础，并充当碳汇”。

“与北极不同，北极的气温升高导致海冰减少，而南极的这种关系则不那么清楚，随后对初级生产力的影响也是如此。我们的新记录提供了海冰和气候模式（如ENSO）如何影响这些水华事件频率的长期观点，使气候建模人员能够建立更稳健的模型。”