融冰越多碳越多？科学家：南大洋肥料变废，全球变暖陷入恶性循环

科学家在研究古老的海洋沉积物时，在西南极冰盖的融化与南大洋从空气中吸收二氧化碳的能力之间，发现了一种出人意料的联系。

一项发表在《自然-地球科学》上的新研究表明，在过去的地质周期中，西南极冰盖的变化与南大洋海洋藻类的生长变迁密切相关。这种关系的展开方式却令人惊讶，它挑战了学界长期以来的假设。

这一发现的核心，在于那些随着冰山从南极西部断裂并漂入海洋时所携带的富含铁元素的沉积物。

铁通常是支持藻类生长的关键营养物质。当科学家检查2001年从南大洋太平洋扇区海面以下三英里深处采集的一根沉积物岩芯时，他们发现了一个反常现象：较高的铁含量并没有像预期那样导致藻类生长的加速。

研究团队将这一意外结果归因于冰山所输送沉积物的化学特性。他们的分析表明，这些铁中的大部分已经高度“风化”，意味着它们随着时间的推移经历了广泛的化学蚀变。在早期的温暖时期，当更多的冰从南极西部脱落并向北漂移时，进入海洋的铁往往以这种难溶的形式存在。

由于藻类难以利用这种形态的铁，因此，即便铁的输送量增加了，也未能转化为更强的生物生长势头。

基于这些发现，研究人员得出结论：随着气候变暖，西南极冰盖的持续流失可能会降低南大洋吸收二氧化碳的能力。

在环绕南极洲的水域中，铁元素的稀缺通常限制了藻类的生长量。此前的研究表明，在冰期，强风将富含铁的尘埃从大陆输送到海洋中。在南极极锋（寒冷的南极水域与北部较暖水域交汇的边界）以北的地区，这些尘埃起到了为藻类施肥的作用。

随着藻类种群的扩大，南大洋从大气中吸收了更多的二氧化碳。这种增加的碳吸收有助于在冰期开始时加强全球的冷却效应。

这项新研究则将目光投向了南极极锋以南的水域。那里的沉积物岩芯证据显示，铁的输入量是在温暖的间冰期达到最高，而非在冰期。颗粒的大小和构成也揭示出，铁的主要来源并非风尘，而是从南极西部崩解出来的冰山。

“这提醒我们，海洋吸收碳的能力并不是一成不变的，”该研究的合著者、哥伦比亚气候学院教授兼拉蒙特-多尔蒂地球观测站地球化学家吉塞拉·温克勒说道。

这些发现也为我们理解西南极冰盖对气温上升的敏感程度提供了视角。斯特鲁夫指出，最近的几项研究表明，在大约13万年前的末次间冰期，当全球气温与今天相似时，该地区曾发生过大规模的冰盖退缩。

“我们的结果也表明，当时南极西部流失了大量的冰，”斯特鲁夫说。

随着某些地区厚达数英里的冰盖发生破裂，产生了大量的冰山。沉积记录显示，在冰期即将结束和间冰期达到顶峰的条件下，冰山的活动尤为剧烈。

这些冰山在向北漂移并融化的过程中，刮擦了冰层下方的基岩，并将沉积物释放到海洋中。

“这里至关重要的不仅仅是有多少铁进入了海洋，而是它以何种化学形式存在，”温克勒说。“这些结果表明，冰山输送的铁，其生物可利用性可能远低于我们要先前的假设，这从根本上改变了我们对南大洋碳吸收机制的认知。”

研究人员认为，在西南极冰盖之下，埋藏着一层非常古老、风化严重的岩石。在早期的间冰期，每当冰盖退缩，增加的冰山活动就会将大量这种风化的矿物质带入附近的南太平洋。尽管铁的输入量增加了，但藻类的生长依然受限。

“我们对这一发现感到非常惊讶，因为在南大洋的这个区域，铁输入的总量并不是控制藻类生长的决定性因素，”斯特鲁夫说。

随着全球变暖的持续，西南极冰盖的进一步变薄可能会重现末次间冰期时的状况。

“基于我们目前所知，冰盖不太可能在短期内崩塌，但我们可以看到那里的冰层已经在变薄，”斯特鲁夫说。

如果退缩继续下去，冰川和冰山可能会更迅速地侵蚀风化的岩层。这一过程可能会导致南大洋太平洋扇区的碳吸收量低于今天的水平，从而形成一种反馈机制，进一步加剧气候变化。

在漫长的地质时间尺度上，地球似乎总是在以一种近乎冷酷的幽默感在运作。我们曾经天真地以为，冰川融化释放出的铁元素，或许能成为大自然的一种自我救赎——通过滋养藻类来吸附过量的碳，从而为发烧的地球降温。但来自深海的古老岩芯却用一种沉默的方式打破了这个幻想。

那些深埋在冰盖下数万年的岩石，早已在岁月的侵蚀中失去了活性。当它们随着崩解的冰山坠入大海，就像是一把把生锈的钥匙，再也打不开生命爆发的大门。这不仅是一个关于化学反应的故事，更是一个关于谦卑的寓言：自然的系统远比人类线性的模型要精密和复杂得多，当我们试图推倒第一块多米诺骨牌时，往往无法预料最后倒下的会是哪一块。