通过综合海洋钻探计划从南极洲阿德利地提取的 170 m 海洋沉积物岩心记录正在为海冰与气候变化之间的复杂关系提供新的见解。
在发表在《自然地球科学》上的一项新研究中，伯明翰大学的研究人员合作开展了一个国际项目，以确定过去 12,000 年海冰水平的波动如何与藻类大量繁殖和与厄尔尼诺现象相关的天气事件相互关联。
他们发现南极风强烈影响海冰的破裂和融化，这反过来又影响海冰减少时藻类在地表水中迅速生长的水平。南极周围水域藻类生长水平的变化非常重要，足以影响全球碳循环。
研究人员使用 CT 扫描(计算机断层扫描)成像以及微化石和有机生物标志物分析等技术，在年度时间尺度上检查海冰与大型藻类生长“盛开”事件之间的关系。这些发现是与新西兰、日本、法国、西班牙和美国的研究机构合作产生的，跨越了整个全新世时期，并提供了这些关系的非常详细的图片，可以帮助预测未来的海冰、气候和生物相互作用。
研究人员发现，在 4500 年前，几乎每年都会发生藻华事件。然而，在 4500 年前之后，基准线转向不太频繁的藻华和藻类生产类型，随着海冰水平迅速升高，藻华事件对厄尔尼诺南方涛动 (ENSO) 和其他气候周期做出了响应。同一团队中的许多人最近的工作将此时海冰的扩张与冰川退缩和罗斯冰架的发展联系起来，罗斯冰架的作用是冷却南极地表水以创建“海冰工厂”。
伯明翰大学地理、地球与环境科学学院的 James Bendle 博士是该论文的合著者。他说：“虽然近几十年来北极气温上升与海冰融化之间存在明显的关系，但南极的情况更为复杂。那是因为南极的某些地区正在变暖，但在某些地区，海冰一直在增加。由于海冰反射入射的阳光，不仅变暖效应减慢，而且藻类也无法轻易进行光合作用。气候模型目前很难预测观测到的南极海冰变化，我们的发现将帮助气候研究人员建立更强大和更详细的模型。”
他补充说：“我们观察到的这些变化的条件和 ENSO 风场之间的关系特别重要。我们知道厄尔尼诺现象会放大某些地区气候变化的影响，因此任何将其与南极海冰联系起来的见解都令人着迷，并且对未来海冰的长期消失可能如何影响南极水域的食物网以及这个全球重要地区的碳循环过程。”
新西兰 GNS Science 的 Katelyn Johnson 博士是该论文的第一作者。她说：“虽然年复一年持续存在的海冰可以防止这些大型藻类大量繁殖的发生，但破裂和融化的海冰为这些藻类的生长创造了有利的环境。这些大型藻类‘盛开事件’发生在大陆周围，形成食物网的基础并充当碳汇”。
“与气温上升导致海冰减少的北极不同，南极的关系不太清楚，随后对初级生产力的影响也不清楚。我们的新记录提供了关于海冰和 ENSO 等气候模式如何影响这些海华事件频率的长期视图，使气候建模者能够建立更强大的模型。”
