2016年南极洲海岸外发生了奇怪的事件，在黑暗的仲冬时节。威德尔海的海冰中间出现了一个巨大的空洞，最终扩大到近13000平方英里。这是该地区几十年来观测到的最大冰层破裂。
接下来的冬天，又形成了一个洞，这次暴露了惊人的20000平方英里的海水。
海冰中的洞，被称为冰间湖，在南极和北极水域都时有观察到。几十年来，它们不时地在威德尔海出现，通常是在海洋底部的莫德上升高原上，尽管很少以如此戏剧性的方式出现。在2016年和2017年的事件之前，最大的冰间湖可以追溯到20世纪70年代。
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最初导致这些空洞形成的条件仍然是一个谜。现在，科学家们相信他们已经弄清楚了最后一批空洞的成因——以及这些事件可能如何受到未来气候变化的影响。
在昨天发表在《自然》杂志上的一篇新论文中，研究人员认为，南大洋中比平常更咸的海水和强风暴的影响共同作用，打开了这些空洞。他们使用了来自各种创新来源的测量数据，从南大洋的机器人浮标到配备特殊传感器的深潜象海豹，以进行这项研究。
在典型条件下，南极洲周围南大洋的水以分层形式存在，较温暖、较咸的水位于海底，较轻、较淡的水位于顶部。但在2016年，传感器显示，靠近表面的水比平时更咸。
当这种情况发生时，海洋中各层之间的差异就会减少，从而更容易混合在一起。当它们混合时，较温暖的层能够将热量传递到水面，从而削弱海冰。
主要研究作者、华盛顿大学的伊森·坎贝尔说，2016年的高盐度条件可能是由西风带或环绕南极洲的自西向东的风向变化引起的。
他对 E&E 新闻说：“在某些年份，这些风更靠近南极洲，而且更强，而在另一些年份，它们更远，而且更弱。” “有点像收紧了南极洲周围的腰带。当它们更近时，会导致深层海水涌入表层。”
与该理论相符的是，来自该地区浮标的测量结果表明，该地区的海冰在当季形成的时间异常晚。这意味着它可能比平时更薄或更脆弱。
接下来，科学家们说，暴风雨天气可能有助于打破冰层并混合海水。记录显示，2016年的冰间湖最初是在一场风暴席卷该地区的同时形成的。额外的风暴帮助其扩大。
研究人员说，2016年冰间湖的形成允许海洋层之间进一步混合，这为2017年另一个更大的冰间湖的出现创造了条件。
相互冲突的气候影响
充分理解冰间湖等事件的形成，可以为科学家提供对极地等气候敏感区域的海洋和大气系统更深入的了解。反过来，这可以帮助科学家评估他们用来模拟这些区域物理过程的模型，并预测它们可能如何应对未来的气候变化。
坎贝尔认为，能够预测冰间湖的形成，尤其可能对气候科学家有用——因为它们有可能影响气候系统本身。
例如，在冰间湖处涌到地表的深层水有时可能含有丰富的碳，这些碳已经在海底沉积了数百年甚至数千年。坎贝尔指出，当这些水到达地表时，它可能会以一种称为“释气”的现象将碳释放回大气中。
他补充说，同样，冬季冰间湖可能会释放来自上升暖水的热量，这也可能会影响南半球风暴或其他天气模式的形成。
与此同时，冰间湖形成的总体可能性可能会受到人为气候变化的影响。坎贝尔指出，情况很复杂，因为气候变化的某些影响可能会使冰间湖更难形成，而另一些影响可能会使其更容易形成。
例如，南极冰盖上融化的冰川将寒冷的淡水释放到海洋中，加强了水中的分层，使其更难混合在一起。从长远来看，这个过程可能会阻碍冰间湖的形成。
另一方面，研究也表明，人为造成的变暖正在导致南极洲周围风模式的变化，包括西风带的移动和加强，这有助于混合海水。这些变化可能使冰间湖更容易在威德尔海等地区形成——而且就目前而言，它们发生的速度可能比冰融化导致的水淡化更快。
因此，研究人员表示，南极海冰中的空洞和其他扰动可能会出现至少暂时的增加。
不过，从长远来看，坎贝尔指出，这些影响很可能构成两组不同气候后果之间的一种拉锯战，科学家们仍在努力理解未来会是什么样子。
他说：“我们不确定哪一方会胜出。”
经 E&E 新闻许可，转载自 Climatewire。E&E 在www.eenews.net提供每日重要的能源和环境新闻报道。