客觀日本

日本極地研與綜研大:南極冰層曾出現過急劇變薄與再次增厚的過程

2026年02月05日 海洋宇宙

日本國立極地研究所、綜合研究大學院大學的奧野淳一助教、服部晃久助教、土井浩一郎副教授、青山雄一副教授以及京都大學福田洋一名譽教授等人組成的研究團隊宣佈,東南極呂佐夫-霍爾姆灣周邊的冰被約在9000~6000年前(中期完新世)經歷了約400米的急劇變薄後又再次增厚65~100米的複雜變化過程。上述結果是通過將冰河性地殼均衡調整(GIA)的數值建模、岩石表面暴露年代實際測量調查以及利用衛星的GNSS觀測這三種不同手法綜合解析後得出的。上述成果有望提升未來海平面上升預測的準確性。相關研究成果已發表在《Scientific Reports》的2025年11月17日刊上。

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圖1:研究對象區域與GNSS觀測點位置示意圖。(供圖:日本國立極地研究所,本圖根據論文(Mid Holocene rapid thinning and rethickening of the East Antarctic ice sheet suggested by glacial isostatic adjustment)翻譯製作)

南極冰層是地球上最大的冰體,其變化直接影響全球海平面的變動。但目前對於南極冰層的具體狀況、變化幅度和速度仍不十分清楚。

推算過去冰被變化的方法之一是利用地球物理現象進行GIA建模,但以往的GIA建模僅依賴有限觀測點的數據來推測整個南極冰層的變化歷史,因此無法揭示各地區特有的複雜變化模式。

由於南極觀測受限,既往研究一直認為冰被變化較為單一,但近年來已有研究指出冰被可能存在更為複雜的變化模式。

為此,研究團隊通過整合三種方法的結果,復原了自約1萬年前至今冰被變化的詳細過程。

首先,研究團隊將以往實施的冰河性地殼均衡調整(GIA)數值建模與基於地形調查的岩石表面暴露年代測定進行了整合。其中,表面暴露年代測定是通過岩石在地表暴露於宇宙射線過程中形成的核素累積量來推算地表暴露時間的。

結果顯示,通過十餘年的觀測數據,研究團隊成功從當前地殼變化中解讀出自約9000年以來的冰被變化痕跡。昭和基地的GNSS觀測點自1995年開始連續觀測,1999年納入國際GNSS觀測網路並持續至今。此外,露岩區的GNSS觀測自2000年開始,目前已實現無人化持續觀測。

本次研究最具突破性的發現是,南極冰層曾呈現急劇變薄後再次增厚的複雜變化。而以往的全球模型則推測,冰被在開始變薄後一直都在逐漸變薄。

南極冰層的變化存在既往全球模型無法捕捉的地區特有模式,研究表明,在急劇變薄之後可能會出現穩定化或局部再增厚現象。

此外,研究團隊成功精確推算了東南極地下的地球內部結構。

此次確立的綜合方法不僅可應用於南極其他地區和北極冰被的研究,還可能成為全球冰被變化研究的新標準。

奧野助教表示:「地形、測地和建模等不同領域的融合是取得此次成果的關鍵。能夠從每年僅數毫米的地殼變化中揭示9000年前的冰被變化,正是依託日本南極觀測二十多年積累的長期數據才得以實現的成果。冰被對氣候變遷的響應比想像中更為複雜,今後我們將把這一方法推廣至其他地區,以期闡明整體變化過程。」

原文:《科學新聞》
翻譯:JST客觀日本編輯部

【論文資訊】
期刊:Scientific Reports
論文:Mid Holocene Rapid Thinning and Rethickening of the East Antarctic Ice Sheet Suggested by Glacial Isostatic Adjustment
DOI:10.1038/s41598-025-24176-4