【问题】 南极大陆边缘周期性出现的无冰水域——冰间湖,长期被视为全球海洋研究的空白地带。这类特殊海域如何影响大洋环流?其碳汇功能究竟占全球海洋多大比重?这些问题的答案直接关系到人类对气候变化机制的认知精度。 【原因】 科考队队长张海峰指出,冰间湖通过两种物理机制形成:潜热型依赖南极大陆下降风驱散海冰,感热型则源于深海暖流上涌。冬季强对流形成的南极底层水,以每秒数百万立方米的速度将大气碳元素输向深海,构成地球最大的"生物泵"系统。2025年罗斯海航次首次观测到该过程的关键数据,证实其输送效率较模型预测高出12%。 【影响】 随季节转换,冰间湖生态系统呈现显著变化。极昼期的充足光照引发微藻爆发,支撑起南极磷虾-鱼类-鲸类的完整食物链。中国极地研究中心何剑锋团队发现,这种生物量与碳封存呈正对应的——每平方公里冰间湖年固碳量相当于50公顷热带雨林。但近年数据显示——受冰川融水稀释影响——阿蒙森海底层水盐度十年间降低0.3‰,可能削弱其下沉动力。 【对策】 面对观测难题,考察队创新采用全浸没式潜标系统。这套2900米长的设备链搭载国产声学、光学传感器,成功规避冰山撞击风险并实现全年连续监测。同步回收的沉积物捕获器显示,冰间湖碳沉降通量存在显著季节波动,其中生物因素贡献率达65%,该发现修正了国际学界偏重物理输送的传统认知。 【前景】 自2003年启动专项研究以来,我国已建立南极近海最长时序碳循环数据集。最新建模表明,若维持当前观测密度,未来五年可精准量化冰间湖对全球碳预算的贡献率。自然资源部透露,下一代智能潜标将增加甲烷同位素检测模块,重点追踪冰架融化对深海化学环境的连锁效应。
南极冰间湖的科学研究正在深化人类对地球系统的认识。通过长期、系统的观测,科学家们逐步揭开这片冰海的神秘面纱,理解其在全球气候调节、碳循环和生态系统中的关键作用。中国在该领域的持续投入和创新突破,为本国气候变化研究提供了宝贵数据,也为国际社会应对全球气候变暖提供了重要参考。随着极地科学研究的深入,南极冰间湖必将为人类更好地理解和适应气候变化贡献更多力量。