南极的冰原广袤无垠，冰层厚达数千米，终年被严寒笼罩。然而，在这片看似死寂的白色大陆之下隐藏着一个神秘的海洋世界。在这片被冰层封锁的海域中，海水悄然流动，洋流循环往复，其复杂的运动过程不仅影响着南极洲的冰盖稳定，而且与全球气候系统紧密相连。如今，科学家们正努力揭开这片隐藏海洋的神秘面纱，探索其循环机制，试图为气候变化的未来走向寻找答案。
世界上最大的冰山之一
儒勒·凡尔纳在小说中虚构了潜艇“鹦鹉螺号”穿过厚厚的冰盖下的隐秘海洋抵达南极的情节。尽管这部小说创作于任何探险家实际抵达南极的40年前，但其内容却并非全是虚构，在一定程度上是基于现实。
事实上，南极洲周围确实存在着隐藏的海洋空腔。最新研究探索了洋流在南极洲冰架下方循环的原因。这些冰架是随着潮汐升降而延伸的巨大漂浮冰层，它们支撑着南极大陆广袤的陆地冰盖，对评估未来海平面上升的趋势具有至关重要的作用。这为揭示洋流如何影响南极洲冰盖融化提供了新的思路，是气候模型预测中最大的不确定因素之一。
未开发的海洋
罗斯冰架是地球上最大的浮冰，其面积达到了惊人的48万平方公里，而下方所隐藏的海洋空腔更是从南极洲海岸向南延伸了约700公里。目前，这一区域仍有大部分区域尚未被充分勘探。
冰架的融化过程主要发生在其底部，这一过程受到海洋温度上升的直接冲刷影响。然而，对于水如何在冰下混合的数据，目前科学界仍知之甚少。在构建气候模型时，这一关键因素常常被忽略，但最新的测量数据有望填补这一认知空白，从而更准确地反映冰架融化的实际情况。
另一次对罗斯冰架中部下方海洋空腔的探险可以追溯到20世纪70年代，并取得了显著的成果。尽管当时的技术条件相对有限，但那次探险已经明确揭示出，海洋空腔并非一个静态的“浴缸”，而是一个充满动态变化的环境。科学家们发现，海洋空腔内存在着细小的水团层，各层之间的温度和盐度存在着细微的差异。
以往对南极海洋的研究大多依赖于在冰架边缘或利用高空观测手段进行。这些研究让研究人员了解到整个系统的工作原理，但要真正理解罗斯冰架下方海洋空腔的复杂性，还需要直接从数百米厚的冰层下的海洋进行测量。只有这样，更全面地揭开这个隐藏世界的神秘面纱。
在2017年，研究人员借助仿照英国南极调查局设计的热水喷射器，成功钻穿了350米厚的冰层，首次触及了下方的神秘海洋。他们巧妙地设计了一种方法，使钻孔内的水体能够长时间保持液态状态，以便进行详尽的海洋测量。同时，在其中部署了专业的监测仪器，用于持续监测洋流和温度。这些珍贵的数据，正通过卫星源源不断地传回。
通过对这些数据的分析，他们发现，隐藏的海洋环境类似于一个巨大的河口系统。较为温暖（2℃）的海水从海床流入，与融水以及从冰盖和南极洲隐藏的岩石基础上挤出的冰下淡水在靠近海面处交汇循环。
数百米厚的冰层如同一道天然屏障，将海洋空腔与南极洲的狂风和严寒隔绝开来。然而，尽管如此，却依然难以阻挡潮汐的力量。数据显示，潮汐推动着分层的海洋在冰层底部的起伏地形来回流动，并在海洋空腔的部分区域发生了混合。
这一发现堪称气候科学面临的终极挑战：如何在模型中表示以日为单位的气候过程，从而准确预测几个世纪的气候变化？现有数据显示，日变化的累积效应不容忽视。因此，找到有效的解决方案极为关键。
通过海洋空腔外部收集的数据以及计算机模型的模拟，科学家们发现，水体穿越整个海洋空腔的时间范围为一到六年不等。而最新的数据进一步表明，该时间的下限很有可能比之前人们所认为的还要短，更重要的是，我们不能简单地以一次大循环来理解这一过程，而更应该注重短期变化的累积效应。
尽管罗斯冰架并非受海洋变暖威胁最大的冰架，它的规模以及与邻近罗斯海的紧密关系使其成为地球海洋系统中极为重要的一环。
这些冰架对未来几个世纪海平面上升的重要性不言而喻。根据《南极洲对未来海平面上升的千年承诺》这一研究报告，一旦大气变暖超过2℃，南极洲的主要冰架将会崩塌，而大陆冰盖流出的冰也将随之释放。到2300年，这一连锁反应可能导致全球海平面上升高达3米。
融水对全球温盐环流的影响，是当前人们了解较少但极有可能产生巨大变化的领域之一。温盐环流是一种海洋输送环路，它主要通过海水的温度和盐度差异驱动水流在全球范围内循环，大约每1000年会经历一次从南极洲沿岸深渊到热带地表水域的完整循环。
南极冰架在这一循环中扮演着“中转站”的角色，因而南极洲的任何变化都可能在全球范围内引发连锁反应。如今，冰架加速消融正悄然改变海洋的分层结构，进而对全球海洋环流系统产生深远影响。而这一变化，极有可能成为气候变化加剧的“助推器”，让全球气候系统面临更加严峻的挑战。
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文字 | 23级中文学院 王华清 22级中文学院 陈俊好 编辑 | 22级中文学院 陈俊好
原文链接：https://www.livescience.com/ocean-under-antarctica-future-climate.html?sessionid=-766651947
