通过追踪南极洲附近象海豹的航行轨迹,并在卫星成像和海底传感器的帮助下,研究人员发现了一个长期以来难以捉摸的深海冷水流来源,这些冷水流有助于调节地球气候。
南极底层水 (AABW) 是在南极洲海岸附近形成的寒冷、高盐度的水。由于比典型的海水密度更高,它会下沉到深处,然后以缓慢的洋流向北移动,遍布全球。
到目前为止,已知有三个南极底层水 (AABW) 的来源。第一个在威德尔海,于 1940 年被发现;另外两个在罗斯海和南极洲东部的阿黛利海岸被发现,分别在 20 世纪 60 年代和 70 年代。但多年来,研究人员一直认为这些并非唯一的来源。特别是,来自名为威德尔环流区域的水样本包含被称为氯氟烃 (CFCs) 的大气污染物,这表明深水与空气接触的时间太近,不可能从已知的南极底层水汇流区被带到那里。
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现在,日本札幌市北海道大学的物理海洋学家大岛庆太郎和他的同事们已经追踪到第四个南极底层水 (AABW) 来源,即达恩利角冰间湖。他们的研究结果今天发表在《自然-地球科学》杂志上。
冰间湖是海冰附近开阔水域的区域,由于风和洋流将新形成的冰吹走而保持不结冰。冰间湖具有相对较高的盐度,因为海水中的大部分盐分在结冰时会被排出。
研究人员基于缺失的来源可能是这种冰间湖的假设,使用卫星传感器寻找冰层形成特别迅速的冰间湖区域。当卫星数据表明达恩利角可能是候选地点时,研究人员将仪器固定在海底,希望发现下沉的洋流。此外,他们还依赖于标记有监测海洋状况仪器的象海豹(Mirounga leonina)的数据。
该研究的合著者、澳大利亚霍巴特南极气候与生态系统合作研究中心的物理海洋学家盖伊·威廉姆斯说:“海豹去到的海岸线区域是任何船只都无法到达的,尤其是在隆冬时节。”
象海豹证实了研究人员的预感。他说:“几只海豹在大陆坡上觅食,深度达到 1800 米,” “穿透并进入了一层倾泻而下深渊的稠密水域。它们为我们提供了关于这一过程非常罕见且宝贵的冬季测量数据。”
未参与这项研究的宾夕法尼亚州立大学地球物理学家理查德·艾利说,这项新发现填补了研究人员对南大洋在全球气候中作用的理解空白,“包括二氧化碳、温度、南极冰盖的稳定性和海平面变化”。
尽管如此,威廉姆斯和大岛表示,达恩利角冰间湖最多只占世界南极底层水 (AABW) 的八分之一左右,并且可能还有其他类似的来源尚待发现。
英国剑桥英国南极调查局的极地海洋学家迈克尔·梅雷迪思撰写了对该研究的评论,他表示,如果南极底层水 (AABW) 的总形成率下降,由此产生的冷水环流变化可能会对全球气候产生重要影响,导致海洋深处变暖,从而改变南极洲和热带地区之间的热交换速率。此外,他说,海平面可能会上升——由于水在变暖时会膨胀——温度变化可能会影响深海生态系统。