冰凍但未封閉：研究表明在冰河時代北冰洋仍然對生命開放 _冰河時代

通過分析古代海底沉積物和進行詳細的氣候模擬，研究小組沒有發現厚冰架存在的證據。相反，這項研究描繪了一幅北極的圖景，盡管寒冷刺骨，但仍然有開放水域，可以進行生物活動和海洋循環。圖片來源：Morven Muilwijk
據挪威北極大學：多年來，科學家們一直在爭論，在最冷的冰河時代，一個巨大的厚冰架是否曾經覆蓋過整個北冰洋。現在，發表在《科學進展》上的一項新研究挑戰了這一觀點，因為研究小組沒有發現任何證據表明存在約1公里長的巨大冰架。相反，北冰洋似乎被季節性海冰覆蓋，即使在過去75萬年最寒冷的時期，也留下了開闊的水域和維持生命的條件。
這篇論文的標題是“過去75萬年來北極-大西洋冰川門戶的季節性海冰特征”
這一發現為我們理解北極過去如何應對氣候變化以及未來可能的行為提供了至關重要的見解。
古代泥土中微小的生命痕跡
在歐洲研究理事會協同基金項目Into the Blue-i2B的領導下，研究小組研究了從北歐中部海域和斯瓦爾巴群島以北的耶爾馬克高原海底收集的沉積物巖心。這些巖心保存著很久以前生活在海洋中的藻類的微小化學指紋。其中一些藻類只在開闊水域生長，而另一些藻類則在每年形成和融化的季節性海冰下茁壯成長。
“我們的沉積物巖心表明，即使在最冷的時候，海洋生物也很活躍，”該研究的主要作者、挪威北極大學UiT的Jochen Knies說，他也是Into the Blue-i2B項目的聯合負責人。
“這告訴我們，地表一定有光亮開闊的海水。如果整個北極都被困在一塊數千米厚的冰層下，你就看不到這一點。”
研究小組尋找的一個關鍵指標是一種名為IP25的分子，它是由生活在季節性海冰中的藻類產生的。它在沉積物中的規律性出現表明，海冰是隨著季節而來又去的，而不是全年都保持凍結狀態。

季節性海冰每年都會形成并融化，在冰上形成開口，在那里，生命可以繼續繁衍生息。圖片來源：Griselda Anglada Ortiz
模擬古代北極氣候
為了測試基于地質記錄的發現，研究小組使用了AWI地球系統模型——一種高分辨率的計算機模型——來模擬兩個特別寒冷時期的北極條件：大約21000年前的末次冰期，以及大約140000年前大冰蓋覆蓋北極大部分地區時的深度凍結。
“這些模型支持我們在沉積物中發現的東西，”Knies說。“即使在這些極端的冰川期，溫暖的大西洋水仍然流入北極門戶。這有助于防止海洋的一些部分完全凍結。”
模型還表明，冰不是靜止的。相反，它隨著季節的變化而變化，在冰上創造了開口，在那里光線可以到達水面，生命可以繼續繁衍生息。
這項研究不僅重塑了我們對過去北極氣候的看法，而且對未來的氣候預測也有影響。了解海冰和海洋環流如何應對過去的極端氣候，可以改進預測全球變暖未來變化的模型。
“這些重建有助于我們了解在冰蓋和海洋動力學方面什么是可能的，什么是不可能的，”這項研究的合著者Gerrit Lohmann說，他來自阿爾弗雷德·韋格納研究所、亥姆霍茲極地和海洋研究中心（AWI），也是Into The Blue i2B的聯合負責人。“當試圖預測冰蓋和海冰未來的表現時，這很重要。”

北極海冰，而不是像我們今天在南極觀察到的那樣厚的冰架（上圖），在75萬年的時間里塑造了極北地區。圖片來源：Matthias Forwick
對巨型冰架理論的再思考
一些科學家認為，北極海底的特征表明，一個巨大的、擱淺的冰架曾經覆蓋了整個海洋。但這項新研究提供了另一種解釋。
克尼斯說：“在特別嚴寒的時期，北極的一些地區可能存在短暫的冰架。” 。“但我們沒有看到任何跡象表明，有一個巨大的冰架覆蓋了數千年的一切。”
一個可能的例外可能發生在大約65萬年前，當時沉積物記錄中的生物活動急劇下降。但即便如此，有證據表明這是一個暫時的事件，而不是北極地區長期的冰蓋。
這項研究揭示了北極在過去極端條件下的表現。這很重要，因為北極今天正在迅速變化。了解海冰和海洋環流如何應對過去的氣候變化，有助于科學家了解未來可能發生的情況。
Knies說：“這些過去的模式有助于我們了解未來可能發生的情況。” 。“我們需要知道北極在壓力下的表現，以及在北極應對全球變暖時需要注意的臨界點。”