日本综合研究大学院大学南极冰盖消融机制研究成果发布
日本综合研究大学院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...
日本综合研究大学院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、高知大学海洋核心国际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为核心的研究团队，通过东南极沿岸大范围的地形地质调查（下图，图1）及海底沉积物分析，揭示了约9000年前因温暖深层海水流入湾内，导致东南极沿岸冰架崩塌，并由此引发东南极冰盖急剧萎缩的过程。该团队此前的研究已证实此时期东南极沿岸曾发生区域性海平面上升（文献1），研究表明海平面上升与深层海水流入共同作用，诱发了大规模的南极冰盖消融。
进一步通过气候与海洋模型模拟显示，伴随罗斯冰架等其他区域冰盖消融释放的融水在南极海扩散，可能增强了深层海水的流入。特别值得关注的是，研究发现南极冰盖消融产生的融水扩散，可能引发促使其他区域相继融化的连锁反应——即存在" tipping cascade "现象（注2）。本研究成果不仅有助于阐明南极冰盖大规模消融机制，更为未来南极冰盖消融及海平面上升预测精度的提升提供了极为重要的数据支撑。
该成果于2025年11月7日发表在《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导致全球海平面上升，更将引发地球环境的重大变迁，因而受到社会各界的广泛关注。特别是近期备受瞩目的" tipping cascade "现象——即单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剧变。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、机制及是否存在连锁消融效应，成为评估当前与近未来南极冰盖稳定性的关键课题。
研究内容
本研究基于历次南极地区观测队（第22、33、47、57、59、61、64次）的科考数据，对位于昭和基地所在的东南极吕佐-霍尔姆湾采集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进行了大范围实地地形地质调查（图1），深入探究末次冰期（注3）以来南极冰盖大规模消融的发生时序、过程与机制。通过对采集的海底沉积物进行粒径分布、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（10Be/9Be）（注4）等物理化学指标的综合分析（图2），重建了历史时期冰盖/冰架的后退崩塌过程及水温、盐度等海洋环境要素（图3）。结果表明，约9000年前因温暖深层水（绕极深层水）大量涌入吕佐-霍尔姆湾，引发冰架大规模崩塌，进而加速了德龙宁·莫德地沿岸至内陆区域的冰盖收缩。由于冰架对上游冰盖（冰川）具有支撑作用，其消失导致内陆冰体更易向沿岸流动，致使大量冰体倾泻入海（图4）。
这表明南极冰盖可能具有"局部消融→促进周边区域消融→连锁扩展至大范围消融"的特性。结合冰盖消融引发海平面上升的效应，多重自我强化的反馈机制共同作用，很可能形成了所谓的" tipping cascade "现象。
未来展望
本研究揭示了南极冰盖融水通过降低表层密度、强化海水层结，促进温暖深层水侵入南极沿岸，与海平面上升协同加速冰架失稳与冰盖消融的机制。虽然本次研究聚焦于东南极特定区域，但考虑到南极周边存在大型海流与局地流系，远方产生的融水很可能被输送至其他沿岸区域，诱发更多冰盖消融事件。关键在于，本研究揭示的机制不仅是简单的"波及效应"，而是形成"融水→层结强化→深层水入侵→进一步消融"的自我强化循环。若近未来这种自我强化循环被激活，局部起始的冰盖消融可能扩展为整个南极冰盖的系统性失稳。因此，本研究成果将为未来南极冰盖消融与海平面上升预测提供至关重要的科学依据。
进一步通过气候与海洋模型模拟显示，伴随罗斯冰架等其他区域冰盖消融释放的融水在南极海扩散，可能增强了深层海水的流入。特别值得关注的是，研究发现南极冰盖消融产生的融水扩散，可能引发促使其他区域相继融化的连锁反应——即存在" tipping cascade "现象（注2）。本研究成果不仅有助于阐明南极冰盖大规模消融机制，更为未来南极冰盖消融及海平面上升预测精度的提升提供了极为重要的数据支撑。
该成果于2025年11月7日发表在《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导致全球海平面上升，更将引发地球环境的重大变迁，因而受到社会各界的广泛关注。特别是近期备受瞩目的" tipping cascade "现象——即单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剧变。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、机制及是否存在连锁消融效应，成为评估当前与近未来南极冰盖稳定性的关键课题。
研究内容
本研究基于历次南极地区观测队（第22、33、47、57、59、61、64次）的科考数据，对位于昭和基地所在的东南极吕佐-霍尔姆湾采集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进行了大范围实地地形地质调查（图1），深入探究末次冰期（注3）以来南极冰盖大规模消融的发生时序、过程与机制。通过对采集的海底沉积物进行粒径分布、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（10Be/9Be）（注4）等物理化学指标的综合分析（图2），重建了历史时期冰盖/冰架的后退崩塌过程及水温、盐度等海洋环境要素（图3）。结果表明，约9000年前因温暖深层水（绕极深层水）大量涌入吕佐-霍尔姆湾，引发冰架大规模崩塌，进而加速了德龙宁·莫德地沿岸至内陆区域的冰盖收缩。由于冰架对上游冰盖（冰川）具有支撑作用，其消失导致内陆冰体更易向沿岸流动，致使大量冰体倾泻入海（图4）。
这表明南极冰盖可能具有"局部消融→促进周边区域消融→连锁扩展至大范围消融"的特性。结合冰盖消融引发海平面上升的效应，多重自我强化的反馈机制共同作用，很可能形成了所谓的" tipping cascade "现象。
未来展望
本研究揭示了南极冰盖融水通过降低表层密度、强化海水层结，促进温暖深层水侵入南极沿岸，与海平面上升协同加速冰架失稳与冰盖消融的机制。虽然本次研究聚焦于东南极特定区域，但考虑到南极周边存在大型海流与局地流系，远方产生的融水很可能被输送至其他沿岸区域，诱发更多冰盖消融事件。关键在于，本研究揭示的机制不仅是简单的"波及效应"，而是形成"融水→层结强化→深层水入侵→进一步消融"的自我强化循环。若近未来这种自我强化循环被激活，局部起始的冰盖消融可能扩展为整个南极冰盖的系统性失稳。因此，本研究成果将为未来南极冰盖消融与海平面上升预测提供至关重要的科学依据。
