MARUM-MeBo70登陆阿蒙森海海床的渲染图。来源:MARUM -不莱梅大学海洋环境科学中心/ Martin knsting

　　新的发现表明，东南极洲在3400万年前开始冰期，而西南极洲保持无冰状态的时间更长。这项研究强调地域南极冰川反应的差异对气候变化的反应。

　　近年来，全球变暖在南极冰盖上留下了印记。南极洲的“永恒”冰融化的速度比以前认为的要快，尤其是在南极洲西部。其根源可能在于它作为一个国际组织的形成由阿尔弗雷德·韦格纳研究所领导的一个研究小组现在发现:从钻芯中提取的沉积物样本，结合复杂的气候和冰盖模型，表明南极洲的永久冰川作用始于大约3400万年前。然而，它并不包括整个公司大陆如先前假定的那样，但实际上是限定在公司的东部地区大陆(东南极洲)。直到至少700万年后，冰才得以向南极西部海岸推进。

　　正如研究人员在著名的《科学》杂志上所描述的那样，这项新研究的结果表明，南极洲东部和西部对外部强迫的反应有多么大的不同。

　　在松岛湾内的RV北极星号。资料来源:英国南极调查局/ r.l a

　　o南极冰期开始

　　大约3400万年前，地球经历了最根本的气候变化之一，至今仍影响着全球气候条件:从没有或很少积累大陆冰的温室世界转变为拥有大片永久冰川地区的冰窖世界。在此期间，南极冰盖逐渐形成。由于缺乏可靠的数据和来自关键区域，特别是来自西南极洲的样本来记录过去的变化，因此，如何、何时、尤其是在哪里，这些问题尚不清楚。

　　来自阿尔弗雷德·韦格纳研究所、亥姆霍兹极地与海洋研究中心(AWI)的研究人员，与来自英国南极调查局、海德堡大学、诺森比亚大学(英国)和不来梅大学海洋环境科学中心的同事，以及来自亚琛大学、莱比锡大学、汉堡大学、不来梅大学和基尔大学以及塔斯马尼亚大学(澳大利亚)的合作者一起，现在已经能够缩小这一知识差距。伦敦帝国理工学院(英国)、弗里堡大学(瑞士)、格拉纳达大学(西班牙)、莱斯特大学(英国)、德克萨斯农工大学(美国)、森肯伯格和米尔以及德国汉诺威联邦地球科学与自然资源研究所。

　　MARUM-MeBo70海底钻井平台钻井工艺探讨。图片来源:IODP / Thomas Ronge

　　Pio钻孔岩心发现

　　研究人员利用MARUM-MeBo70海底钻机在南极洲西部阿蒙森海岸的松岛和斯韦茨冰川附近的一个地方找到了一个钻芯，根据这个钻芯，他们第一次确定了冰冷的南极大陆的黎明历史。令人惊讶的是，在南极冰川作用的第一个主要阶段，这个地区没有发现冰存在的迹象。

　　“这意味着大规模的、永久的第一次冰川作用一定在东南极洲的某个地方开始了，”AWI的地质学家约翰·克拉格斯博士说，他领导了这个研究小组。这是因为西南极洲在第一次冰川高峰期间保持无冰状态。此时，它仍然被茂密的阔叶森林和冷温带气候覆盖，这阻止了南极洲西部的冰形成。

　　RV北极星号停在松岛湾一座巨大的冰山前。来源:阿尔弗雷德·韦格纳研究所/约翰

　　东、西南极洲的不同反应

　　为了更好地了解南极洲最早的永久冰是在哪里形成的，AWI的古气候建模者将新获得的数据与现有的空气和水温以及冰的发生数据结合起来。

　　AWI的古气候建模师Gerrit Lohmann教授说:“模拟支持了地质学家独特核心的结果。”“这完全改变了我们对第一次南极冰川的了解。”

　　根据这项研究，形成永久冰的基本气候条件只存在于南极东部北维多利亚地的沿海地区。在这里，潮湿的气团到达了强劲上升的横贯南极山脉——永久降雪和随后形成冰盖的理想条件。从那里开始，冰盖迅速蔓延到南极东部腹地。

　　在钻探PS104_21-3岩心时，MARUM-MeBo70的控制室场景。图片来源:IODP / Thomas Ronge

　　然而，它花了一段时间才到达南极洲西部:“直到大约700万年后，条件才允许冰盖向南极西部海岸推进，”AWI的古气候建模师汉娜·卡纳尔解释说。“我们的研究结果清楚地表明，在冰能够覆盖西南极洲之前，它必须变得多么寒冷，当时，西南极洲的许多地方已经低于海平面。”

　　调查还令人印象深刻地表明，南极冰盖的两个地区对外部影响和基本气候变化的反应是多么不同。“即使是轻微的变暖也足以导致南极洲西部的冰再次融化——而这正是我们现在所处的位置，”约翰·克拉格斯补充说。

　　国际研究小组的发现对于理解从温室气候到我们目前的冰窖气候的极端气候转变至关重要。重要的是，这项研究还提供了新的见解，使气候模型能够更准确地模拟永久冰川地区如何影响全球气候动力学，即冰、海洋和大气之间的相互作用。这一点至关重要，正如约翰?克拉格斯(Johann Klages)所说:“尤其是考虑到我们可能在不久的将来再次面临如此根本性的气候变化。”

　　南极探测技术进展

　　2017年，研究人员在南极西部的极地之星(Polarstern)科考船PS104号上进行的一次探险中获得了一个独特的钻芯，借助这个钻芯，研究人员能够缩小这一知识差距。不来梅MARUM公司开发的MARUM- mebo70钻机首次在南极洲使用。南极西部松岛和斯韦茨冰川附近的海床非常坚硬，以前用传统的钻探方法是不可能到达深层沉积物的。MARUM-MeBo70有一个旋转刀盘，这使得它可以在海底钻约10米并取回样本。

　　参考文献:J. P. Klages, c . d .编写的《早渐新世冰期高峰期间无冰盖的西南极洲》。希伦布兰德,s m . Bohaty Salzmann, t . Bickert g .罗曼·h·s . Knahl p . Gierz l .妞妞j . Titschack g·库恩,t . frederich j·穆勒,t . Bauersachs r·d·拉特k . Hochmuth w·埃尔曼,g . Nehrke f . j . Rodriguez-Tovar g . Schmiedl s Spezzaferri a . Laufer f . Lisker t . van de Flierdt a . Eisenhauer g . Uenzelmann-Neben o·埃斯珀,j·a·史密斯,h . Palike明镜,r . Dziadek t . a . Ronge t·戴夫和k . Gohl, 2024年7月4日,科学。DOI: 10.1126 / science.adj3931

　　该研究项目，特别是北极星探险PS104，由AWI、MARUM、英国南极调查局和NERC UK-IODP计划资助。