北极、海洋记忆与气候敏感性:揭秘远古冰层的地质往事

编辑者: Inna Horoshkina One

北极海冰最大值 2025

有些科学发现不仅仅是更新了枯燥的数据,更重塑了我们对地球时间维度的深层认知。近期,一项针对北冰洋中心区域沉积物的深入研究,正以前所未有的方式挑战着我们对极地历史的固有理解。

通过对“北极钻探探险计划”(ACEX)在罗蒙诺索夫海岭获取的岩芯进行精细分析,科学家们重新审视了地球历史上永冻海冰首次出现的关键时刻。这一发现让原本模糊的远古气候图景变得清晰起来,揭示了极地环境远比想象中更为活跃。

在距今约4750万年的中始新世地层中,研究人员意外发现了硕大的铁质颗粒。这些颗粒由于质量过大,既无法通过大气风力进行搬运,也难以依靠微弱的洋流进行长距离输送,其来源引起了学界的广泛关注。

唯一的解释指向了海冰。这意味着在那个遥远的年代,海冰已经具备了形成、捕获物质并随波漂移的能力,将陆架边缘的物质带到了大洋中心。海冰在当时并非偶然的自然现象,而是作为一种活跃的地质营力参与了地球的演化。

然而,这项研究最引人注目的并非冰层的首次露面,而是其表现出的独特性质。证据显示,北极最初的“永久性”冰盖其实具有极强的波动性和短暂性,并非一蹴而就的永恒存在。

大约从4400万年前开始,这种冰盖开始出现,但其存在周期极短,通常持续时间不足10万年。直到约3670万年前,这种早期的冰层活动一度彻底消失,北极重回无冰状态。

这更像是一场全球气候变冷的“预演”而非终章。地球在那个时期不断尝试孕育冰层,却又一次次将其释放,展现了自然界在应对温室效应时极其复杂的反馈机制与自我调节能力。

生物标志物为这一发现提供了多维度的佐证。科学家在沉积物中发现了与海冰直接相关的针杆藻属(Synedropsis)硅藻化信,这些微小的生命遗迹勾勒出了一个清晰的两阶段演化过程。

演化的第一步发生在约4750万年前,当时沿海陆架开始出现零星的偶发性冰层;大约经过50万年的演变,北冰洋中心区域也开始出现季节性的冰层形成,标志着极地冷循环的初步建立。

令人惊叹的是,这一切都发生在当时的“温室”气候背景下。即便当时北冰洋的海面温度高达18至23摄氏度,冰层依然在微妙的生态平衡中顽强存在,这打破了“高温即无冰”的传统认知。

铁质颗粒作为关键的替代指标,其科学意义在于能够精准区分海冰与陆源冰山。海冰的形成与消融主要影响大气与海洋之间的热量及气体交换,是气候调节的关键环节。

相比之下,陆地冰川的崩塌则更多地改写海平面高度和海洋的化学成分。研究证实,在始新世的这一阶段,起主导作用的是海洋反馈回路,而非陆地冰川的扩张。

审视过去是为了更好地预见未来。如今的北极正处于剧变的边缘,观测到的海冰迅速消融预示着北冰洋可能在2040年甚至更早进入季节性无冰状态,这引起了全球科学家的警惕。

历史在这一刻成为了现实的镜鉴。从地质尺度来看,北极中心区域稳定的全年冰盖仅存在了约1300万至1400万年。在此之前,冰层的到来与离去本就是地球历史长河中的常态。

这项发现并非为了传递简单的恐慌或盲目的宽慰,而是为了校准我们对地球系统的认知。它告诉我们,北极从来不是静止不动的死寂之地,它对全球平衡的微小波动极其敏感。

冰层不仅仅是严寒的象征,它更像是一种跨越千万年的语言,记录着海洋、大气与时间之间那份脆弱而精妙的平衡。正是这种平衡,维持着我们赖以生存的气候家园。

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来源

  • Nature

  • The Washington Post

  • PMC - PubMed Central

  • ResearchGate

  • ARIA

  • Princeton University

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