南极洲神秘的冰洞终于真相大白

南极洲的冬天寒冷、黑暗、暴风雨肆虐，而且至少在某些年份，海冰上会出现令人费解的洞。华盛顿大学海洋学院博士生伊桑·坎贝尔 (Ethan Campbell) 表示，这些被称为冰间湖的奇怪坑洞“自 20 世纪 70 年代首次发现几个大型冰间湖以来，一直是极地海洋学的未解之谜”，他撰写了一项新研究，该研究为冰间湖的形成方式以及它们在广阔的南大洋研究中的位置提供了诱人的线索。

在南极洲，这些陨石坑是海豹等动物在冰下游泳时的休息站，让它们有地方呼吸空气。然而，坎贝尔说，研究人员认为这些陨石坑的作用远不止于此。他和其他人认为，由于这些陨石坑温度较高，融化了含有碳的海冰，它们还会向大气中释放大量二氧化碳。因此，了解它们的作用对气候科学来说非常重要。

研究人员使用了来自三个不同来源的数据来帮助他们更好地了解冰间湖的情况：卫星镜头、绑在海豹身上的传感器（是的，真的），以及被困在幸运地点的漂浮“浮动机器人”。

自动化机器人设备对于了解这些空洞至关重要。“冬天冰间湖打开时我们无法前往南极洲。卫星可以看到海冰打开，但它们无法观察这种打开对水柱的影响，”哥德堡大学海洋学家 Céline Heuzé 在一封电子邮件中告诉《大众科学》 ，她没有参与这项研究，但在发表前审查了这篇论文。这项研究中使用的机器人是第一批可以在南极洲冰冷水域工作的机器人之一，使研究人员能够研究他们无法到达的地方。

南大洋碳和气候观测与建模项目已释放了大约 200 个漂浮机器人，它们在水下和冰层下移动，间歇性地浮出水面传递信息。这些机器人在海洋和冰层下漂浮。2014 年底，其中两个进入了威德尔海，即 20 世纪 70 年代形成的冰间湖，以研究该地区。

坎贝尔说，出乎意料的是，两个浮标被困在莫德海隆，这是一座影响洋流的海底山脉。他说，海山上方的一个旋转水柱将浮标固定在原位。大多数时候，浮标都不会呆在原地。当 2016 年和 2017 年再次出现大型冰间湖时，浮标处于完美的位置，可以发送有关该地点的连续数据。“这真是运气好。太不可思议了，”坎贝尔说。“2017 年，其中两个浮标实际上浮在了冰间湖内，这是非常罕见的现象。”

该团队还依靠从“仪表海豹”那里收集的信息，海豹的头上粘着温度探头（我们告诉过你）。这种数据收集已经进行了十多年，由于没有海豹发现这些冰间湖或在其中浮出水面，因此该团队可以洞悉该海域的正常状况。

研究团队利用这两种数据来源以及卫星数据，证明深海混合现象存在，即（相对）温暖的上层海洋水和缓慢流动的冰冻下层海洋水混合。坎贝尔说，这很重要，“因为深海通常是一个非常安静的地方，变化发生得很慢。在这些冰间湖中，变化发生得要快得多。”

“对我来说，这项研究提出的问题比它解答的问题还要多，”Heuzé 写道。这些问题包括了解为什么威德尔海的大冰间湖的形成间隔了 40 年，以及为什么 2018 年形成的是小冰间湖而不是大冰间湖，以及所有这些冰洞如何影响该地区的大气条件。

坎贝尔和他的团队仍在研究其中一些问题，他们的发现可能会对未来的气候建模产生巨大影响。他说，目前许多气候模型预测的冰间湖出现的频率比实际在海洋中出现的频率要高。如果研究人员能够更好地弄清楚导致冰间湖形成的条件，他们就能更好地预测下一次冰间湖形成的时间。

本文已更新了威德尔海的正确拼写。之前的版本将该水域称为温德尔海。我们对此错误深表歉意。