南極洲的冰蓋數百萬年來一直在塑造著海洋，但最近的發現表明，冰山甚至在該大陸大冰凍之前就已經存在。冰山脫離南極洲漂洋過海的情況並不罕見–就像目前正向南喬治亞島移動的巨大冰層一樣。 然而，由於氣候變化，這個過程越來越頻繁，冰山本身也變得越來越大。

南極洲附近的大冰山。 圖片來源：IODP 318 考察隊，2010 年

烏特勒支大學的研究人員正在研究冰山在過去冰川快速消失時期（如冰河時期末期）的路徑。 他們的工作有助於揭示融化的冰山如何影響海洋狀況，以及這對未來意味著什麼。 在研究過程中，他們也發現了一個長期未解之謎的線索：在南喬治亞島西南部的南奧克尼島附近存在古代南極物質。 他們的發現為我們提供了新的視角，讓我們了解數百萬年來冰山是如何塑造地球的。

冰帽： 微妙的平衡

冰蓋隨著上面積雪層的增加而增長。 隨著時間的推移，重力慢慢地將冰拉向大海，在那裡，冰通過融化和冰山的斷裂失去質量，這個過程被稱為”裂冰”。 如果新冰形成的速度與冰流失的速度一致，冰蓋就會保持穩定。

然而，近幾十年來，南極周圍空氣和海洋溫度的上升加速了冰的流失。 融水從上方削弱了冰層，而溫暖的海水從下方使冰架變薄。 這種組合使得冰山更頻繁地斷裂，在某些情況下，大塊的冰塊會在短時間內脫離。

南極洲海岸外的冰山。 資料來源：IODP 318 考察隊，2010 年

冰山巷： 漂流巨人的歷史

長期以來，南喬治亞島周圍海域一直是冰山研究的熱門地區。 這地區被稱為”冰山巷”（Iceberg Alley），是一片充滿冰山的狹窄海域，這些冰山脫離南極洲，在風和洋流的作用下向北漂移。 當它們到達溫暖的海域時，最終融化消失。

大約3,400 萬年以來，南極洲一直是巨大冰蓋的所在地，這意味著冰山巷見證了無盡的流冰。 然而，科學家在研究該地區的南奧克尼島時發現了一個謎團：有證據表明，冰山在南極洲大冰蓋形成之前的300萬年就已經存在了。

2017年，研究人員在南奧克尼附近的海底發現了南極岩石碎片。 這種物質要經過這麼長的距離，唯一的方法就是冰山運輸。 冰川從南極大陸刮起岩石，當冰山斷裂並漂移時，就會帶走這些岩石。 一旦冰山融化，碎石就會沉入海底。 但是，在人們認為南極洲已經冰封之前，這些冰山是如何存在的呢？ 這項發現讓科學家們尋找答案。

考慮到南奧克尼位於冰山巷，科學家們對在南奧克尼附近發現南極碎片並不感到驚訝。 但他們對這些沉積物的年齡感到驚訝： 3700萬年，比南極洲的大冰帽還要早300萬年。 在始新世晚期的溫暖時期，南極洲是否已經有冰蓋了？ 這些冰山又是如何在當時南極洲周圍溫暖的海洋條件下生存下來的呢？

南極碎片的核心樣本。 石頭碎片從融化的冰山上掉落到海底沉積物中。 資料來源：Peter Bijl，IODP 第318 考察隊，2010 年

夠冷： 解開冰河時期之謎

烏特勒支大學學生馬克-埃爾伯森（Mark Elbertsen）在最近發表的碩士論文計畫中為這些問題提供了答案。 在地球科學系Peter Bijl 和海洋與大氣研究所Erik van Sebille 的指導下，他抓住了這個地質難題的關鍵。

馬克使用電腦模型計算了始新世晚期到達南奧克尼島的冰山的起源，以及這些冰山必須有多大才能在旅途中存活。 他發現，當時威德爾海的溫度足以將中等大小的冰山一路運送到南奧克尼。 但這還不是全部：冰山最合理的起點也是基岩的所在地，與南奧克尼殘骸中發現的岩石類型一致。

顯然，在始新世晚期，南極洲的冰蓋大到足以到達海岸線，而且移動速度足夠快，足以產生足夠大的冰山，能夠在溫暖的威德爾海生存下來並到達南奧克尼。 因此，這項研究證明，在南極洲大面積冰封之前300 萬年，始新世晚期南極洲就有足夠的降雪，促進了冰蓋和冰山的生長。

發表在《過去的氣候》（Climate of the Past）上的碩士論文研究成果。 紅星表示南奧克尼島在始新世晚期（3700 萬年前）的位置。 藍色區域表示當時南極洲可能有陸地冰的地方。 海洋中的灰色和淺藍色線條表示冰山可能經過的路徑。 淺藍色路徑實際上到達了南奧克尼，在始新世晚期，南奧克尼位於冰山巷。 圖片來源：Mark Elbertsen / Climate of the Past

淡水與未來氣候影響

Bijl 和van Sebille 再次聯手進行研究。 最近的地質歷史表明，在從冰期向間冰期快速過渡的過程中，冰山斷裂的發生率很高。EMBRACER氣候研究計畫為博士生提供了一個工作崗位，以研究這些所謂的”脫冰期”。 透過在電腦模擬中追蹤冰山，這項新研究將確定在融化階段冰山在南大洋中流失了多少融水，以及這些融水是如何改變海洋條件的。

科學家也希望能更了解大量融水在不久的將來到達南大洋的後果。 南大洋中更多的淡水可能會影響深層海洋流和海洋吸收碳的能力。 如果氣候變遷以目前的速度持續下去，南大洋很快就會面臨比過去更多、更大的冰山。 這項新研究將利用地質重建來更清楚地說明該地區可能面臨的後果。

漂流： 冰山A23a 的旅程

1986 年，A23a 冰山從威德爾海深處的菲爾希納冰原上斷裂。 這座超級冰山在威德爾海的淺海底部停留了幾十年，直到2020 年才開始漂移。 它隨波逐流了數年，直到最近確定了前往南喬治亞島南部海岸的航線。 科學家們正在密切監視冰山的移動，因為南喬治亞島是企鵝、海豹和信天翁的重要繁殖地。

如果冰山A23a 與島嶼相撞，將阻擋無數動物進入繁殖地和覓食水域。 不過，這種情況不太可能發生，因為島嶼周圍是一片寬闊的淺水區，A23a 冰山很可能會在淺水區擱淺。 如果發生這種情況，冰山的存在甚至可能會對珊瑚礁群產生積極影響，因為在冰山周圍的洋流中可以找到更多的食物。 洋流也可能會引導冰山繞島而行，並在公海中逐漸融化。

編譯自/ ScitechDaily