南极洲的冰盖数百万年来一直在塑造着海洋，但最近的发现表明，冰山甚至在该大陆大冰冻之前就已经存在。冰山脱离南极洲漂洋过海的情况并不罕见--就像目前正向南乔治亚岛移动的巨大冰层一样。 然而，由于气候变化，这一过程发生得越来越频繁，冰山本身也变得越来越大。
南极洲附近的大冰山。 图片来源：IODP 318 考察队，2010 年
乌特勒支大学的研究人员正在研究冰山在过去冰川快速消失时期（如冰河时期末期）的路径。 他们的工作有助于揭示融化的冰山如何影响海洋状况，以及这对未来意味着什么。 在研究过程中，他们还发现了一个长期未解之谜的线索：在南乔治亚岛西南部的南奥克尼岛附近存在古代南极物质。 他们的发现为我们提供了新的视角，让我们了解数百万年来冰山是如何塑造地球的。
冰帽： 微妙的平衡
冰盖随着上面积雪层的增加而增长。 随着时间的推移，重力慢慢地将冰拉向大海，在那里，冰通过融化和冰山的断裂失去质量，这个过程被称为"裂冰"。 如果新冰形成的速度与冰流失的速度一致，冰盖就会保持稳定。
然而，近几十年来，南极周围空气和海洋温度的上升加速了冰的流失。 融水从上方削弱了冰层，而温暖的海水从下方使冰架变薄。 这种组合使得冰山更频繁地断裂，在某些情况下，大块的冰块会在短时间内脱离。
南极洲海岸外的冰山。 资料来源：IODP 318 考察队，2010 年
冰山巷： 漂流巨人的历史
长期以来，南乔治亚岛周围海域一直是冰山研究的热点地区。 这一区域被称为"冰山巷"（Iceberg Alley），是一片充满冰山的狭窄海域，这些冰山脱离南极洲，在风和洋流的作用下向北漂移。 当它们到达温暖的海域时，最终融化消失。
大约 3400 万年以来，南极洲一直是巨大冰盖的所在地，这意味着冰山巷见证了无尽的流冰。 然而，科学家在研究该地区的南奥克尼岛时发现了一个谜团：有证据表明，冰山在南极洲大冰盖形成之前的300万年就已经存在了。
2017年，研究人员在南奥克尼附近的海底发现了南极岩石碎片。 这种物质要经过如此长的距离，唯一的方法就是冰山运输。 冰川从南极大陆刮起岩石，当冰山断裂并漂移时，就会带走这些岩石。 一旦冰山融化，碎石就会沉入海底。 但是，在人们认为南极洲已经冰封之前，这些冰山是如何存在的呢？ 这一发现让科学家们寻找答案。
考虑到南奥克尼位于冰山巷，科学家们对在南奥克尼附近发现南极碎片并不感到惊讶。 但他们对这些沉积物的年龄感到惊讶： 3700万年，比南极洲的大冰帽还要早300万年。 在始新世晚期的温暖时期，南极洲是否已经有了冰盖？ 这些冰山又是如何在当时南极洲周围温暖的海洋条件下生存下来的呢？
南极碎片的核心样本。 石头碎片从融化的冰山上掉落到海底沉积物中。 资料来源：Peter Bijl，IODP 第 318 考察队，2010 年
足够冷： 解开冰河时代之谜
乌特勒支大学学生马克-埃尔伯森（Mark Elbertsen）在最近发表的硕士论文项目中为这些问题提供了答案。 在地球科学系 Peter Bijl 和海洋与大气研究所 Erik van Sebille 的指导下，他抓住了这个地质难题的关键。
马克使用计算机模型计算了始新世晚期到达南奥克尼岛的冰山的起源，以及这些冰山必须有多大才能在旅途中存活下来。 他发现，当时威德尔海的温度足以将中等大小的冰山一路运送到南奥克尼。 但这还不是全部：冰山最合理的起点也是基岩的所在地，与南奥克尼残骸中发现的岩石类型一致。
显然，在始新世晚期，南极洲的冰盖大到足以到达海岸线，而且移动速度足够快，足以产生足够大的冰山，能够在温暖的威德尔海生存下来并到达南奥克尼。 因此，这项研究证明，在南极洲大面积冰封之前 300 万年，始新世晚期南极洲就有足够的降雪，促进了冰盖和冰山的生长。
发表在《过去的气候》（Climate of the Past）上的硕士论文研究成果。 红星表示南奥克尼岛在始新世晚期（3700 万年前）的位置。 蓝色区域表示当时南极洲可能有陆地冰的地方。 海洋中的灰色和浅蓝色线条表示冰山可能经过的路径。 浅蓝色路径实际上到达了南奥克尼，在始新世晚期，南奥克尼位于冰山巷。 图片来源：Mark Elbertsen / Climate of the Past
淡水与未来气候影响
Bijl 和 van Sebille 再次联手开展研究。 最近的地质历史表明，在从冰期向间冰期快速过渡的过程中，冰山断裂的发生率很高。 EMBRACER气候研究项目为博士生提供了一个工作岗位，以研究这些所谓的"脱冰期"。 通过在计算机模拟中跟踪冰山，这项新研究将确定在融化阶段冰山在南大洋中流失了多少融水，以及这些融水是如何改变海洋条件的。
科学家们还希望更好地了解大量融水在不久的将来到达南大洋的后果。 南大洋中更多的淡水可能会影响深海洋流和海洋吸收碳的能力。 如果气候变化以目前的速度持续下去，南大洋很快就会面临比过去更多、更大的冰山。 这项新研究将利用地质重建来更清楚地说明该地区可能面临的后果。
漂流： 冰山 A23a 的旅程
1986 年，A23a 冰山从威德尔海深处的菲尔希纳冰原上断裂。 这座超级冰山在威德尔海的浅海底部停留了几十年，直到 2020 年才开始漂移。 它随波逐流了数年，直到最近确定了前往南乔治亚岛南部海岸的航线。 科学家们正在密切监视冰山的移动，因为南乔治亚岛是企鹅、海豹和信天翁的重要繁殖地。
如果冰山 A23a 与该岛相撞，将阻挡无数动物进入繁殖地和觅食水域。 不过，这种情况不太可能发生，因为该岛周围是一片宽阔的浅水区，A23a 冰山很可能会在浅水区搁浅。 如果发生这种情况，冰山的存在甚至可能会对珊瑚礁群产生积极影响，因为在冰山周围的洋流中可以找到更多的食物。 洋流还可能会引导冰山绕岛而行，并在公海中逐渐融化。
编译自/ScitechDaily
