一项新研究重建了冰冻树木 500 多年来穿越北冰洋的路径，让科学家们对过去半个千年海冰和洋流的变化有了独特的了解。
通过对位于北极圈内挪威群岛斯瓦尔巴群岛的海滩上的浮木进行年代测定和追踪，科学家们确定了这些倒下的树木漂浮在何处。追溯浮木的旅程，研究人员首次重建了海冰随时间推移的水平以及推动载有浮木的冰的水流。
由河流带到海洋，从北方广阔的北方森林中倒下的树木可以被冻结在海冰中并漂浮很远，但新的研究表明，随着携带它们的海冰萎缩，正在长途跋涉的树木越来越少。
新研究发现，在过去 30 年里，新的浮木到达数量明显下降，反映了北极变暖中海冰覆盖率的急剧下降，并提供了比其他方法所允许的过去北冰洋条件的更高分辨率图片。该研究发表在《地球物理研究杂志：海洋》上，该杂志发表的研究促进了我们对海洋及其过程的理解。
海冰对气候变化很敏感，是北极生态系统的重要组成部分，因此了解冰、海洋温度和洋流如何随时间一起变化对于预测北极即将发生的变化是必要的。但这样做可能难以捉摸：毕竟冰会融化。最古老的海冰只有四岁左右(而且越来越年轻)，因此科学家们需要转向其他记录。
领导这项研究的牛津大学地球科学家乔治亚霍尔说：“这是第一次使用浮木来观察北极海冰动力学和环流模式的大规模变化。”
“他们将分析更进一步，将浮木的变化与海冰的变化联系起来，这就是我们想要去的地方。这真的很令人兴奋，”瑞典哥德堡大学古气候学家汉斯·林德霍尔姆 (Hans Linderholm) 说，他没有参与这项研究。
重要的冰块
北冰洋收集自然落入北美和欧亚大陆高纬度河流的树木。当天气足够冷时，一些树被冻成了海冰。然后冰漂浮在海洋上，被洋流和风吹过，直到搁浅在斯瓦尔巴群岛的海岸上。他们坐在那里，有些人已经坐了数百年，直到像 Hole 和 Linderholm 这样的研究人员出现。
研究人员之前曾使用浮木进行气候变化研究，但这项新研究首次测试了北极浮木对于观察过去的洋流和冰盖的有用性。为了检查他们的工作，该研究直接将浮木推断的海冰覆盖率与海冰的观测记录进行了比较。
“这是关于洋流和海冰状况的绝佳资源，”林德霍尔姆说。“我认为他们确实有理由将 [树] 出处的变化与海冰条件的变化相匹配，这就是我们正在寻找的：在观察之前获得海冰信息。”
追踪树木
在 2016 年和 2018 年的夏季，霍尔和她的合作者在斯瓦尔巴群岛北部的几个海滩寻找浮木。回到实验室，他们分析了树木年轮以确定它是哪种树，并将每个浮木切片的年轮模式与北方森林树木测量的年轮数据库进行比较。然后，霍尔可以将树木追踪到各个国家、流域甚至河流，并观察浮木来源随时间变化的情况。
由于冰岛渔民、海豹猎人和过往船只的记录，霍尔将她的浮木数据与 1600 年至 1850 年的早期海冰观测数据相结合。最近的海冰数据来自飞机和卫星图像。最后，她将浮木追踪数据与海冰条件和海流进行了比较，以了解它们的相关性。
她的数据显示，最低纬度海冰缓慢而稳定地向北迁移，这反映了变暖，以及北美和欧亚大陆之间浮木抵达的波动。
“我们还看到，从 1700 年到 1850 年，浮木记录的变异性有所增加，我们将其解释为海冰的变异性增加，”霍尔说。较冷的条件往往有更多的海冰，因此较早的浮木反映了更广泛的来源。随着北极变暖和海冰融化，可以进行长途旅行的浮木减少了。
这种独特的方法提供了其他技术无法提供的细致入微的见解，而这项研究只是一个开始——直到北极完全失去海冰。
“这是一个如此脆弱的系统，”霍尔说。“如果海冰确实像预测的那样减少，那么这将是一个垂死的领域。”
