中国科考队南极冰间湖研究取得突破性进展 为全球气候治理提供关键科学支撑

南极大陆周围常年被广阔海冰包围,但在这片冰雪世界中,周期性出现的无冰开阔水域——冰间湖,正成为当前极地海洋科学研究的前沿阵地。

中国第42次南极考察队"雪龙"号大洋队在波涛、浮冰与迷雾中,对位于西南极的阿蒙森海冰间湖进行了系统深入的多学科观测研究,为揭示地球气候变化机制积累了宝贵数据。

冰间湖之所以成为科学研究的热点,在于其在全球气候调节中扮演的重要角色。

自然资源部第二海洋研究所副研究员张海峰介绍,冰间湖是驱动全球洋流循环的"引擎"之一。

在冬季,冰间湖表层不断形成的低温、高盐海水在重力作用下下沉,形成被称为"南极底层水"的寒冷水团。

这股水团如同一条巨型"传送带",源源不断地将大气和海洋表层的碳等物质输运至深海,对全球气候和海洋生态系统产生深远影响。

根据观测,冰间湖主要分为两类。

潜热型冰间湖由来自南极大陆的"下降风"吹走海冰形成,感热型则由海洋深处上涌的暖流融化海冰形成。

中国第41次南极考察队在罗斯海秋冬季联合航次中成功捕捉到冰间湖区域强烈的海水垂直对流信号,观测了底层水生成的关键过程,这一突破为深入理解冰间湖的物理机制奠定了基础。

春季的冰间湖呈现出另一幅生机勃勃的景象。

由于海冰消融,极昼充足的阳光为海洋微藻繁殖创造了优越条件,深层海水上涌又带来了丰富的养分。

中国极地研究中心副总工程师何剑锋表示,海洋微藻爆发性生长,为南极磷虾提供了丰富食物,进而吸引大量鱼类、企鹅和鲸类前来觅食,形成了南极独特而丰富的生态系统。

这一生态链条的完整性对维持南极海洋生物多样性至关重要。

为了获取长期连续的深海数据,考察队采用了先进的潜标观测系统。

潜标是一串用特制缆绳连接的仪器链,在海中呈竖直状悬浮,底端有重块固定在海底,顶端是提供浮力的浮球。

潜标布放后能在预定位置进行长达一整年的连续观测,记录不同水层的温度、盐度、流速等数据,采集沉降颗粒物等样品。

何剑锋指出,相比中低纬度海域常用的浮球浮标,潜标整套系统均浸没水下,在冰山横行的南极海域更具优势,不易受损,成为深海连续观测的"利器"。

此次考察队打捞的一套2900米长的潜标,集成了我国自主研发的生物声学、光学探测模块,记录了过去一年发生在这片冰海的"生物故事"。

这些数据将帮助科学家揭示南极底层水形成速率的变化规律、冰架融化的真实过程,以及复杂生态系统如何响应全球变暖。

除了潜标观测,沉积物捕获器也是研究冰间湖的重要工具。

占地球面积超七成的海洋是一块巨大的"吸碳海绵",而冰间湖在其中发挥着特殊作用。

张海峰表示,冰间湖将大气二氧化碳固定并输送至深海的能力突出,好比一个巨大的海洋碳泵。

自2003年起,我国在南大洋持续布放沉积物捕获器,重点研究冰间湖的碳汇机制。

近年来,我国的观测数据及研究成果明确了冰间湖藻类对碳输出的贡献,揭示了其调控碳汇强度的机理,系统描绘了南极近海年际碳循环的完整图景。

这些研究成果为国际社会精准评估南大洋碳汇能力、预测气候变化趋势提供了重要参考,对全球气候治理具有重要意义。

极地的每一次观测,都是在为地球写下更清晰的“气候档案”。

冰间湖的短暂开合,连接着深海环流与碳封存,也映照出全球变暖背景下海冰、冰架与生态系统的联动变化。

把关键过程观测做深、把长期序列做实、把多学科证据链做完整,才能让对未来气候的判断更有底气,也让国际社会在应对气候变化的行动中拥有更可靠的科学依据。