冰冻但未封闭：研究表明在冰河时代北冰洋仍然对生命开放 _冰河时代

通过分析古代海底沉积物和进行详细的气候模拟，研究小组没有发现厚冰架存在的证据。相反，这项研究描绘了一幅北极的图景，尽管寒冷刺骨，但仍然有开放水域，可以进行生物活动和海洋循环。图片来源：Morven Muilwijk
据挪威北极大学：多年来，科学家们一直在争论，在最冷的冰河时代，一个巨大的厚冰架是否曾经覆盖过整个北冰洋。现在，发表在《科学进展》上的一项新研究挑战了这一观点，因为研究小组没有发现任何证据表明存在约1公里长的巨大冰架。相反，北冰洋似乎被季节性海冰覆盖，即使在过去75万年最寒冷的时期，也留下了开阔的水域和维持生命的条件。
这篇论文的标题是“过去75万年来北极-大西洋冰川门户的季节性海冰特征”
这一发现为我们理解北极过去如何应对气候变化以及未来可能的行为提供了至关重要的见解。
古代泥土中微小的生命痕迹
在欧洲研究理事会协同基金项目Into the Blue-i2B的领导下，研究小组研究了从北欧中部海域和斯瓦尔巴群岛以北的耶尔马克高原海底收集的沉积物岩心。这些岩心保存着很久以前生活在海洋中的藻类的微小化学指纹。其中一些藻类只在开阔水域生长，而另一些藻类则在每年形成和融化的季节性海冰下茁壮成长。
“我们的沉积物岩心表明，即使在最冷的时候，海洋生物也很活跃，”该研究的主要作者、挪威北极大学UiT的Jochen Knies说，他也是Into the Blue-i2B项目的联合负责人。
“这告诉我们，地表一定有光亮开阔的海水。如果整个北极都被困在一块数千米厚的冰层下，你就看不到这一点。”
研究小组寻找的一个关键指标是一种名为IP25的分子，它是由生活在季节性海冰中的藻类产生的。它在沉积物中的规律性出现表明，海冰是随着季节而来又去的，而不是全年都保持冻结状态。

季节性海冰每年都会形成并融化，在冰上形成开口，在那里，生命可以继续繁衍生息。图片来源：Griselda Anglada Ortiz
模拟古代北极气候
为了测试基于地质记录的发现，研究小组使用了AWI地球系统模型——一种高分辨率的计算机模型——来模拟两个特别寒冷时期的北极条件：大约21000年前的末次冰期，以及大约140000年前大冰盖覆盖北极大部分地区时的深度冻结。
“这些模型支持我们在沉积物中发现的东西，”Knies说。“即使在这些极端的冰川期，温暖的大西洋水仍然流入北极门户。这有助于防止海洋的一些部分完全冻结。”
模型还表明，冰不是静止的。相反，它随着季节的变化而变化，在冰上创造了开口，在那里光线可以到达水面，生命可以继续繁衍生息。
这项研究不仅重塑了我们对过去北极气候的看法，而且对未来的气候预测也有影响。了解海冰和海洋环流如何应对过去的极端气候，可以改进预测全球变暖未来变化的模型。
“这些重建有助于我们了解在冰盖和海洋动力学方面什么是可能的，什么是不可能的，”这项研究的合著者Gerrit Lohmann说，他来自阿尔弗雷德·韦格纳研究所、亥姆霍兹极地和海洋研究中心（AWI），也是Into The Blue i2B的联合负责人。“当试图预测冰盖和海冰未来的表现时，这很重要。”

北极海冰，而不是像我们今天在南极观察到的那样厚的冰架（上图），在75万年的时间里塑造了极北地区。图片来源：Matthias Forwick
对巨型冰架理论的再思考
一些科学家认为，北极海底的特征表明，一个巨大的、搁浅的冰架曾经覆盖了整个海洋。但这项新研究提供了另一种解释。
克尼斯说：“在特别严寒的时期，北极的一些地区可能存在短暂的冰架。” 。“但我们没有看到任何迹象表明，有一个巨大的冰架覆盖了数千年的一切。”
一个可能的例外可能发生在大约65万年前，当时沉积物记录中的生物活动急剧下降。但即便如此，有证据表明这是一个暂时的事件，而不是北极地区长期的冰盖。
这项研究揭示了北极在过去极端条件下的表现。这很重要，因为北极今天正在迅速变化。了解海冰和海洋环流如何应对过去的气候变化，有助于科学家了解未来可能发生的情况。
Knies说：“这些过去的模式有助于我们了解未来可能发生的情况。” 。“我们需要知道北极在压力下的表现，以及在北极应对全球变暖时需要注意的临界点。”