揭開比南極更古老的冰山之謎

南極冰蓋數百萬年來一直影響著海洋，但最新研究發現，冰山的存在甚至早於南極大陸的主要冰封時期。我們經常看到冰山從南極脫離並漂流至海洋中，就像目前正朝著南喬治亞島移動的巨大冰塊一樣。然而，由於氣候變遷，這一過程變得更加頻繁，冰山的體積也越來越大。

烏特勒支大學的研究人員正在研究冰山在過去冰期結束等快速冰融時期所走的路徑。他們的工作揭示了冰山融化如何影響海洋環境，以及這對未來意味著什麼。在此過程中，他們還發現了一個長期謎團的線索：在南喬治亞島西南的南奧克尼群島附近發現了古老的南極物質。這些發現為冰山數百萬年來如何塑造地球提供了新的見解。

冰蓋隨著雪層的堆積而成長。隨著時間的推移，重力將冰慢慢拉向海洋，並透過融化和冰山脫離（稱為冰裂）而失去質量。如果新冰形成的速度與冰融速度相匹配，冰蓋將保持穩定。

然而，近幾十年來，南極周圍空氣和海洋溫度的上升加速了冰融。融水從上方削弱冰層，而溫暖的海水則從下方使冰架變薄。這種組合使得冰山更頻繁地脫離，在某些情況下，巨大的冰塊可能在短時間內脫離。

南喬治亞島周圍的水域長期以來一直是冰山研究的熱點。這個被稱為「冰山走廊」的地區是一條狹窄的海洋區域，充滿了從南極脫離並在風和海流的作用下向北漂流的冰山。當它們到達較溫暖的水域時，最終會融化並消失。

大約3400萬年來，南極一直擁有巨大的冰蓋，這意味著冰山走廊見證了無數漂流的冰山。然而，研究這一地區的南奧克尼群島的科學家們發現了一個謎團：在南極大冰蓋形成之前300萬年，就已經存在冰山的證據。

2017年，研究人員在南奧克尼群島周圍的海底發現了南極岩石碎片的殘骸。這些物質能夠長距離移動的唯一方式就是透過冰山運輸。冰川從南極大陸颳起岩石，當冰山脫離並漂流時，它們會攜帶這些岩石。一旦冰山融化，碎片就會沉入海底。但這些冰山如何在南極被認為是冰封之前就存在？這一發現讓科學家們尋找答案。

科學家們並不驚訝在南奧克尼群島附近發現南極殘骸，考慮到它位於冰山走廊的位置。但他們對沉積物的年齡感到驚訝：3700萬年，比南極大冰蓋還要早300萬年。南極在始新世晚期的溫暖時期是否已經擁有冰蓋？這些冰山如何在當時南極周圍的溫暖海洋條件下生存？

烏特勒支大學的學生馬克·埃爾伯特森在最近發表的碩士論文專案中為這些問題提供了答案。在地球科學系的彼得·比爾和海洋與大氣研究所的埃裡克·範塞比爾的指導下，他深入研究了這一地質謎團。

透過計算機模型，馬克計算了始新世晚期到達南奧克尼群島的冰山的起源，以及冰山必須有多大才能完成這段旅程。他發現，當時的威德爾海足夠冷，可以將中等大小的冰山一路運輸到南奧克尼群島。但這還不是全部：冰山最合理的起點也是與南奧克尼群島殘骸中發現的岩石型別相對應的基岩所在地。

顯然，在始新世晚期，南極擁有一個足夠大的冰蓋，可以延伸到海岸線，並且它的移動速度足夠快，能夠產生足夠多的大型冰山，這些冰山可以在溫暖的威德爾海中生存並到達南奧克尼群島。因此，這項研究表明，在南極大冰封之前的300萬年，始新世晚期的南極降雪量足以促進冰蓋和冰山的必要增長。

比爾和範塞比爾再次聯手進行研究。最近的地質歷史顯示，在從冰河時代到間冰期的快速過渡期間，冰裂率多次達到高峰。EMBRACER氣候研究計劃為一名博士生提供了一個職位，以研究這些所謂的「冰消期」。透過在計算機模擬中追蹤冰山，這項新研究將確定冰山在融化期間在南大洋中失去了多少融水，以及這如何改變了海洋的條件。

科學家們還希望更好地理解在不久的將來將到達南大洋的大量融水的後果。南大洋中更多的淡水可能會影響深海洋流和海洋吸收碳的能力。如果氣候變遷以目前的速度繼續下去，南大洋將很快面臨比過去更多、更大的冰山。這項新研究將利用地質重建來更清楚地瞭解該地區的潛在後果。

1986年，冰山A23a從威德爾海深處的菲爾希納冰架脫離。這座超級冰山在威德爾海的淺海底部停留了數十年，直到2020年開始漂流。它乘風破浪數年，直到最近朝著南喬治亞島的南海岸前進。科學家們正在密切監測冰山的進展，因為南喬治亞島是企鵝、海豹和信天翁的重要繁殖地。

如果冰山A23a與該島相撞，它將阻擋無數動物進入繁殖地和覓食水域。然而，這種情況不太可能發生，因為該島周圍有一條寬闊的淺水帶，A23a很可能會在那裡擱淺。如果發生這種情況，冰山的存在甚至可能對這些群體產生積極影響，因為在冰山周圍的洋流中會有更多的食物。海洋的洋流也可能引導冰山繞過島嶼，在公海中逐漸融化。

參考文獻：Mark V. Elbertsen, Erik van Sebille and Peter K. Bijl, Possible provenance of IRD by tracing late Eocene Antarctic iceberg melting using a high-resolution ocean model, Climate of the Past, 13 February 2025, DOI: 10.5194/cp-21-441-2025