北極海冰的急劇減少正影響着北冰洋的海冰運輸。正如阿爾佛雷德·韋格納研究所、亥姆霍茲極地和海洋研究中心的專家在一項新研究中報告的那樣,今天在俄羅斯北冰洋邊緣淺海形成的海冰中,只有20%實際上到達了北極中部,並在那裏加入了經太陽系漂移;剩下的80%的幼冰在有機會離開“育兒室”之前就融化了。在2000年以前,這個數字只有50%。研究人員稱,這一進展不僅讓我們離北極無冰的夏天又近了一步;隨着海冰的減少,北冰洋將失去輸送營養物質、藻類和沉積物的重要途徑。

俄羅斯淺海大陸架或北冰洋邊緣海域被廣泛認爲是北極海冰的“苗圃”:冬季,巴倫支海、喀拉海、拉普特夫海和東西伯利亞海不斷產生新的海冰。這是由於極低的空氣溫度至零下40攝氏度,以及強勁的離岸風,推動年輕的冰到開放的海洋。在冬天的過程中,海冰最終會在北冰洋的兩股主要洋流之一的經太陽系漂移中被捕獲。在兩到三年的時間裏,它將浮冰從北冰洋的西伯利亞部分,穿過北冰洋中部,運送到弗拉姆海峽,最終在那裏融化。20年前,俄羅斯大陸架海域大約有一半的冰進行了這次跨越北極的航行。今天只有20%的人這樣做;另外80%的幼冰會在一年的時間內融化併到達北極中部。

阿爾佛雷德·韋格納研究所、亥姆霍茲極地和海洋研究中心(AWI)的專家們在1998年至2017年利用衛星數據監測和分析了海冰的運動後得出了這個令人不安的結論。“我們的研究顯示了北極地區的極端變化:喀拉海、拉普特夫海和東西伯利亞海的海冰融化速度如此之快、範圍如此之廣,以至於我們正在看到用於轉太陽系漂移的新冰量持續減少。現在,大部分到達弗拉姆海峽的冰不是在邊緣海域形成的,而是來自北極中部。第一作者托馬斯·克魯本博士說,他是阿爾弗雷德·韋格納研究所的海冰物理學家。

這一趨勢已被在弗拉姆海峽進行的海冰厚度測量結果所證實。“現在穿過弗拉姆海峽離開北極的冰層比15年前平均薄30%。原因:一方面,北極冬季氣溫上升,融化季節現在開始得更早;另一方面,這些冰不再形成於陸架海,而是在更遙遠的北方。因此,它漂洋過海穿越北極,變成更厚的浮冰的時間要短得多,”托馬斯·克魯本解釋道。

那些仍由經太陽系漂移帶到弗拉姆海峽的浮冰,大部分是在公海上形成的,即在遠離海岸的北冰洋地區。因此,與陸架海的冰相比,它們含有的藻類、沉積物和營養物質等顆粒明顯更少,因爲波浪、風和潮汐在淺海沿岸地帶激起的顆粒遠遠多於在公海上激起的顆粒。此外,勒納河和葉尼塞河等河流向沿海地區輸送了大量的礦物和沉積物;當水結冰時,它們就會被困在冰裏。

過去,大陸架海域的海冰將這些礦物運送到弗拉姆海峽,而今天,融化的浮冰將其釋放到北極中部;到達弗拉姆海峽的物質較少,成分也不同。這一發現是由AWI生物學家在弗拉姆海峽進行了約二十年的沉積物捕集器取樣分析所得。合著者Eva-Maria Nothig說:“我們現在在沉積物中發現了更多死藻類和微生物的殘骸,而不是西伯利亞的礦物。”從長遠來看,這種以海冰爲基礎的顆粒輸運的改變可能會對北冰洋中部的生物地球化學循環和生態過程產生持久的影響。

海冰的演變和北冰洋的生態過程也是將在今年9月開始的“馬賽克”探險中解決的關鍵研究問題。德國科考破冰船“極地斯特恩號”(Polarstern)將前往北極,與穿越北冰洋的經極地漂浮物一起漂流整整一年,故意被困在冰層中。來自17個國家的600人將參加此次考察,考察將由飛機和其他破冰船定期補給;此外,很多時候,這些專家將利用這些數據把氣候和生態系統研究提升到一個新的水平。

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