科學家說，從1997 年到2021 年的25 年間，環繞南極洲的162 個冰架中有71 個體積縮小，向海洋淨釋放了7.5 兆噸融水。他們發現，南極洲西側的冰架幾乎都出現了冰層流失。相比之下，東側大部分冰架的冰量保持不變或增加。

此圖顯示了南極周圍的水溫。在南極洲西側，海底的水溫接近攝氏2 度，其溫度足以融化上面流動的冰層。東側的海水溫度較低。資料來源：Benjamin Davison 博士/利茲大學。

在這25 年中，科學家計算出有近67 兆噸的冰被輸出到海洋中，而冰架上增加的59 兆噸冰又抵消了這一損失，因此淨損失為7.5 兆噸。

動畫影片展示了過去25 年南極周圍冰層的變化情況，並總結了該研究項目的發現。圖片來源：Planetary Visions/歐洲太空總署

領導這項研究的利茲大學研究員本傑明-戴維森（Benjamin Davison）博士說：”冰架退化的情況喜憂參半，這與南極洲周圍的海洋溫度和洋流有關。南極洲西半部暴露在暖水中，暖水會從下面迅速侵蝕冰架，而南極洲東部大部分地區目前受到海岸冷水帶的保護，免受附近暖水的侵蝕。”

地理和氣候差異

南極洲是一塊廣闊的大陸，面積是英國的50 倍，西側海域的洋流和風向與東側不同，這導致西側冰架下的海水溫度升高。

地球與環境學院極地地球觀測專家戴維森博士說：”我們預計大多數冰架都會經歷快速但短暫的收縮週期，然後緩慢地重新生長。相反，我們看到幾乎一半的冰架都在縮小，而且沒有恢復的跡象。”

南極洲夏季的總表面積約為1,420 萬平方公里（約550 萬平方英里），比美國大陸大得多，約為澳洲的兩倍，英國的50 倍。南極洲是七大洲中海拔最高、最乾燥、最寒冷、風力最大、最明亮的地方。它被一層平均厚度超過一英里的冰層完全覆蓋，有些地方甚至厚達近三英里。這層冰經過數百萬年的降雪累積而成。目前，南極冰蓋包含了地球上90% 的冰，如果融化，全球海平面將上升200 多英尺。資料來源：美國國家航空暨太空總署/戈達德太空飛行中心科學視覺化工作室LIMA 資料提供者：Patricia Vornberger（美國國家科學研究中心）： Patricia Vornberger (SAIC) LIMA 資料由美國地質調查局(USGS)、英國南極調查局(BAS) 和美國國家航空暨太空總署(NASA) 製作。

他認為，人類造成的全球暖化很可能是冰層消失的關鍵因素。如果是由於氣候模式的自然變化，西部冰架上應該會有一些冰塊重新生長的跡象。冰架漂浮在南極洲周圍的海面上，是覆蓋南極洲大部分地區的冰原的延伸。冰架就像冰川末端的巨大”塞子”，減緩冰川流入海洋的速度。當冰架變薄或面積縮小時，這些”塞子”就會減弱，從而導致冰川流失冰的速度加快。

研究人員在格茨冰架上觀察到了一些最大的冰損失，在25 年的研究期間，格茨冰架損失了1.9 兆噸冰。其中只有5% 是由於冰裂解造成的，即大塊冰脫離冰架進入海洋。其餘的則是冰架底部融化造成的。

顯示格茨冰架的衛星圖。在25 年的研究期間，格茨冰架損失了1.9 兆噸冰。這張圖片是由2023 年1 月至9 月期間記錄的衛星資料合成的。圖片來源：歐洲太空總署

同樣，松島冰架也損失了1.3 兆噸冰。其中約三分之一–4500 億噸–是由於冰蓋崩裂造成的。其餘的則是冰架底部融化造成的。

相較之下，位於南極洲另一側的阿梅利冰架則增加了1.2 兆噸冰。它周圍的水域要冷得多。

對南極洲的主要評估

研究人員分析了10 多萬張衛星雷達影像，對冰架的”健康狀況”進行了重大評估。如果冰架消失甚至縮小，將對南極洲的冰系統和全球海洋環流產生重大的連鎖反應，而全球海洋環流是一條巨大的”傳送帶”，它將養分、熱量和碳從這個敏感的極地生態系統中輸送出去。

從冰架和冰川釋放到海洋中的水是淡水。在25 年的研究期間，研究人員估計，光是冰架就有66.9 兆噸淡水流入南極洲周圍的南大洋。

在南大洋，濃密的鹹水作為全球海洋傳送帶的一部分沉入海底。海水的下沉是推動海洋傳送帶的引擎之一。

來自南極洲的淡水稀釋了海水中的鹽分，使海水變得更清新、更輕盈，這需要更長的時間下沉，從而削弱了海洋循環系統。

發表在《自然-氣候變遷》雜誌上的另一項研究表明，這個過程可能已經開始。

利茲大學的安娜-霍格（Anna Hogg）教授也是這項研究的作者之一：「這項研究取得了重要發現。我們通常認為冰架會週期性地前進和後退。相反，我們看到的是由於融化和斷裂造成的持續損耗。許多冰架已經嚴重退化：48 個冰架在短短25 年間損失了其初始質量的30%以上。這是氣候變暖導致南極洲發生變化的進一步證據。這項研究提供了一個基準測量值，我們可以從中看到隨著氣候變暖可能出現的進一步變化。”

有關南極洲近年來發生的變化的資訊主要來自CryoSat-2 和Sentinel-1 衛星，這兩顆衛星即使在陰天和漫長的極夜也能對南極洲進行監測。

2010 年發射的CryoSat-2 是歐洲太空總署的首個探索任務，也是首個專門用於監測地球極地冰原和冰川的任務。

愛丁堡大學和地球波公司的諾埃爾-古梅倫教授是這項研究的合著者之一：”CryoSat-2 是監測極地環境的絕佳工具。它能夠精確繪製冰架受下方海洋侵蝕的地圖，從而能夠對冰架的損失進行精確的量化和分區，同時也揭示了這種侵蝕是如何發生的迷人細節。”

這些衛星感測器捕捉到的細節非常豐富，科學家能夠追蹤南極洲每年的變化。

歐洲太空總署（ESA）地球和任務科學負責人馬克-德林克沃特博士說：「監測和追蹤廣闊的南極大陸上的氣候變遷需要一個全年定期捕獲數據的衛星系統。歐洲哥白尼計劃的哨兵一號衛星任務滿足了這一需求。與歐空局前身ERS-1、-2 和環境衛星獲取的歷史數據一起，哨兵一號徹底改變了我們評估浮冰架的能力，浮冰架是質量平衡和南極冰蓋健康狀況的風向標。在不久的將來，我們將透過CRISTAL、CIMR 和ROSE-L 三個新的極地任務進一步加強對南極的監測。”