日本山口大学南极冰盖消融机制研究成果发布
日本山口大学国立极地研究所/综合研究大学院大学的菅沼悠介教授、产业技术综合研究所的板木拓也研究组长、羽田裕贵研究员、...
日本山口大学国立极地研究所/综合研究大学院大学的菅沼悠介教授、产业技术综合研究所的板木拓也研究组长、羽田裕贵研究员、海洋研究开发机构的草原和弥副主任研究员、小长谷贵志特任研究员、东京大学的大森贵之特任研究员、阿部彩子教授、高知大学海洋核心研究所的池原实教授、北海道大学低温科学研究所的关宰准教授、青木茂教授、青森公立大学的三浦英树教授等人牵头的研究团队，通过对东南极沿岸广泛区域的地形与地质调查及海底沉积物分析，揭示了约9000年前因温暖深层海水流入海湾，导致东南极沿岸冰架崩塌，并由此引发东南极冰盖急剧退缩的现象。该团队此前的研究已证实该时期东南极沿岸发生了区域性海平面上升，表明海平面上升与深层海水侵入共同作用，诱发了大规模南极冰盖消融。
进一步通过气候与海洋模型模拟显示，罗斯冰架等其他区域冰盖消融释放的融水在南极海域扩散，可能增强了深层海流的入侵强度。尤其值得注意的是，南极冰盖消融产生的融水扩散可能引发不同区域间冰盖消融的连锁反应，即存在“临界点级联”（Tipping Cascade）现象。本研究成果不仅有助于阐明南极冰盖大规模消融机制，也为提升未来南极冰盖消融及海平面上升预测精度提供了极为重要的科学数据。
该成果已于2025年11月7日发表于《Nature Geoscience》期刊。
研究背景
近年来，受全球变暖影响，南极冰盖开始加速消融。作为地球上最大的冰体，南极冰盖的融化不仅直接导致全球海平面上升，更将引发地球环境的系统性变化，因而受到社会广泛关注。特别是近期备受瞩目的“临界点级联”现象，指某一气候变化诱发其他变化，如多米诺骨牌般连锁引发失控的大规模环境变迁。在此背景下，重建南极冰盖历史消融过程，解析冰盖消融发生的时间、机制及其是否存在连锁反应，对评估当前与近未来南极冰盖稳定性具有至关重要的意义。
研究内容
本研究整合历次南极地区观测队（第22、33、47、57、59、61、64次）的科考成果，对位于昭和基地所在的东南极吕佐-霍尔姆湾获取的海底沉积物开展系统分析，并在德龙宁-莫德地沿岸至内陆区域开展了广泛的地形与地质调查（图1），旨在揭示末次冰期以来南极冰盖发生大规模消融的时空过程与驱动机制。研究团队对采集的海底沉积物进行了粒度分布、X射线CT内部结构、微体化石（浮游生物与底栖有孔虫）组成及铍同位素比值等多项物理化学指标的综合分析，重建了冰盖与冰架的历史退缩过程及海水温度、盐度等海洋环境要素演变序列。
分析结果表明，约9000年前，受周极深层水入侵影响，较温暖的深层海水大量涌入吕佐-霍尔姆湾，导致该区域冰架发生大规模崩塌。冰架原本对上游冰盖起着支撑作用，其消失使得内陆冰体更易向海岸流动，从而引发冰盖物质大规模排入海洋，加速了德龙宁-莫德地沿岸至内陆区域的冰体流失。
进一步通过气候模型与高分辨率海洋数值模拟显示，当罗斯冰架等其他区域冰盖消融产生的淡水输入南极海后，使表层海水淡化并增强海水层结稳定性，进而促进吕佐-霍尔姆湾深层暖水入侵。这表明南极冰盖消融存在空间上的正向反馈：某一区域的融水输出可通过改变海洋环流结构，促使其他区域的冰架与冰盖发生连锁性消融。结合冰盖消融本身引起的海平面上升效应，多种自我强化的反馈机制共同作用，极有可能形成“临界点级联”现象。
未来展望
本研究揭示了南极冰盖融水通过淡化表层海水、增强海洋层结，进而促进温暖深层水入侵沿岸，并与海平面上升协同加速冰架失稳与冰盖消融的物理机制。尽管研究聚焦于东南极某一特定区域，但考虑到南极周边存在大规模洋流与区域性海流，远端产生的融水很可能被输送至其他沿岸海域，诱发更多区域的冰体消融。关键在于，本机制并非简单的“波及效应”，而是形成“融水输出–层结增强–深层水入侵–进一步消融”的自我强化循环。若近未来该循环机制被激活，局部冰盖消融可能迅速扩展为南极冰盖整体失稳。因此，本研究为预测未来南极冰盖动态及全球海平面变化提供了关键科学依据。
进一步通过气候与海洋模型模拟显示，罗斯冰架等其他区域冰盖消融释放的融水在南极海域扩散，可能增强了深层海流的入侵强度。尤其值得注意的是，南极冰盖消融产生的融水扩散可能引发不同区域间冰盖消融的连锁反应，即存在“临界点级联”（Tipping Cascade）现象。本研究成果不仅有助于阐明南极冰盖大规模消融机制，也为提升未来南极冰盖消融及海平面上升预测精度提供了极为重要的科学数据。
该成果已于2025年11月7日发表于《Nature Geoscience》期刊。
研究背景
近年来，受全球变暖影响，南极冰盖开始加速消融。作为地球上最大的冰体，南极冰盖的融化不仅直接导致全球海平面上升，更将引发地球环境的系统性变化，因而受到社会广泛关注。特别是近期备受瞩目的“临界点级联”现象，指某一气候变化诱发其他变化，如多米诺骨牌般连锁引发失控的大规模环境变迁。在此背景下，重建南极冰盖历史消融过程，解析冰盖消融发生的时间、机制及其是否存在连锁反应，对评估当前与近未来南极冰盖稳定性具有至关重要的意义。
研究内容
本研究整合历次南极地区观测队（第22、33、47、57、59、61、64次）的科考成果，对位于昭和基地所在的东南极吕佐-霍尔姆湾获取的海底沉积物开展系统分析，并在德龙宁-莫德地沿岸至内陆区域开展了广泛的地形与地质调查（图1），旨在揭示末次冰期以来南极冰盖发生大规模消融的时空过程与驱动机制。研究团队对采集的海底沉积物进行了粒度分布、X射线CT内部结构、微体化石（浮游生物与底栖有孔虫）组成及铍同位素比值等多项物理化学指标的综合分析，重建了冰盖与冰架的历史退缩过程及海水温度、盐度等海洋环境要素演变序列。
分析结果表明，约9000年前，受周极深层水入侵影响，较温暖的深层海水大量涌入吕佐-霍尔姆湾，导致该区域冰架发生大规模崩塌。冰架原本对上游冰盖起着支撑作用，其消失使得内陆冰体更易向海岸流动，从而引发冰盖物质大规模排入海洋，加速了德龙宁-莫德地沿岸至内陆区域的冰体流失。
进一步通过气候模型与高分辨率海洋数值模拟显示，当罗斯冰架等其他区域冰盖消融产生的淡水输入南极海后，使表层海水淡化并增强海水层结稳定性，进而促进吕佐-霍尔姆湾深层暖水入侵。这表明南极冰盖消融存在空间上的正向反馈：某一区域的融水输出可通过改变海洋环流结构，促使其他区域的冰架与冰盖发生连锁性消融。结合冰盖消融本身引起的海平面上升效应，多种自我强化的反馈机制共同作用，极有可能形成“临界点级联”现象。
未来展望
本研究揭示了南极冰盖融水通过淡化表层海水、增强海洋层结，进而促进温暖深层水入侵沿岸，并与海平面上升协同加速冰架失稳与冰盖消融的物理机制。尽管研究聚焦于东南极某一特定区域，但考虑到南极周边存在大规模洋流与区域性海流，远端产生的融水很可能被输送至其他沿岸海域，诱发更多区域的冰体消融。关键在于，本机制并非简单的“波及效应”，而是形成“融水输出–层结增强–深层水入侵–进一步消融”的自我强化循环。若近未来该循环机制被激活，局部冰盖消融可能迅速扩展为南极冰盖整体失稳。因此，本研究为预测未来南极冰盖动态及全球海平面变化提供了关键科学依据。
