研究人員已經了解到關於南極洲地表下冰層的形成如何有助於沉入海底的冷而密集的水的循環的新信息，這是全球水循環的一個重要組成部分。來自北海道大學低溫科學研究所、北極研究中心和漁業科學學院的一個團隊與日本國家極地研究所和航空航天探索局的研究人員合作帶來了這些發現，並發表在《科學進展》雜誌上。

南極洲周圍的海域產生了大量的海冰，對世界海洋水循環至關重要，連接著大西洋、太平洋和印度洋。當海冰形成時，它排斥鹽分，讓密度較高的的水下沉到海底。

被稱為Global Abyss的大部分深海海底被這種水淹沒，這種水被稱為南極底層水（AABW），它是全球環流中最冷和最密集的水團。了解AABW的發展機制以及全球變暖將如何影響其形成至關重要，因為全球海洋環流影響著全球氣候。

在南極洲周圍形成的冷而密集的水下沉到海床，推動了全球海洋環流。

“我們在南極洲靠近達恩利角的一個關鍵AABW生產地發現了關於海冰生長形式的令人驚訝的新結果，這對其他地區有潛在的廣泛影響，”北海道團隊的Kay Ohshima說。他解釋說，衛星監測和來自海洋中停泊的傳感器的數據顯示，被稱為Frazil冰的水下冰在生產密集冷水方面的重要性。當水被強風和湍流條件的冷卻作用冷卻到冰點以下時，這種冰就在水面下形成。這種冷卻可以發生在令人驚訝的80米或更深的地方。

在達恩利角海岸周圍，特別是由於強風和由此產生的熱量損失，在海面下有效地形成了弗拉齊爾冰，如下圖。

當這種特殊形態的冰形成時，它產生了寒冷的、密集的水，這些水沉到海床上形成南極底層水（AABW）。資料來源：Kay I. Ohshima等人，《科學進展》，2022年10月19日

它們的關鍵意義在於，當涉及水被來自嚴重寒冷的南極洲的強風冷卻的區域，特別是在被稱為polynyas的包冰內的開放水區。

“了解到這樣一個主要的過程發生在水下是很重要的，揭示了循環系統的一個方面，它至少部分地被遮蔽了，”Kay說。

研究人員還建議，弗拉齊爾冰可能將海底的沉積物納入其中，並在冰融化時將其釋放。這可能會產生對營養物質循環的新認識，這些營養物質促成了浮游生物的繁殖，從而影響南極水域的總體生物生產力。

Kay總結說：”我們的下一步是將這些新的過程納入對南大洋生物地球化學和碳循環的理解，這將需要大量新的實地工作和研究。”