劉茂甸 周誠真

南極羅斯冰架與維多利亞地間的零星冰間湖。 張婉茹攝

南極冰蓋邊緣的海冰之間，散布著一個(gè)個(gè)大小不一的南極冰間湖?？蒲腥藛T發(fā)現(xiàn)，這些看似不起眼的水域有著驚人的碳封存能力。

南大洋是全球重要的“碳儲(chǔ)庫”之一，吸收了大量人類排放到大氣中的二氧化碳。吸收的碳去了哪里、能否被長期“鎖住”，一直是科學(xué)界關(guān)注的焦點(diǎn)。

南極冰間湖，這類常年被海冰包圍的水域，被視為能量與物質(zhì)交換的“咽喉要道”，是研究碳循環(huán)的關(guān)鍵。然而，受限于極端環(huán)境與觀測難度，冰間湖在深海碳封存中扮演的角色模糊不清。

北京大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)聯(lián)合國內(nèi)外多個(gè)研究機(jī)構(gòu)，系統(tǒng)收集并分析來自南極多個(gè)海域共86個(gè)沉積物柱樣，構(gòu)建了自1.2萬年前至今的高分辨率碳埋藏記錄，相關(guān)研究成果發(fā)表于國際期刊《美國國家科學(xué)院院刊》。研究揭示：在氣候變暖背景下，僅占南大洋面積約3%的沿岸冰間湖，貢獻(xiàn)了南大洋沉積物有機(jī)碳埋藏總量的約42%，并且其“吸碳”能力在過去1.2萬年間因變暖增強(qiáng)了9倍。

氣候越變暖，冰間湖越“吸碳”，背后的原理是什么？

研究團(tuán)隊(duì)通過重建過去1.2萬年的歷史發(fā)現(xiàn)，氣候變暖導(dǎo)致海冰覆蓋減少，冰間湖開闊水域面積擴(kuò)大和存在時(shí)間延長，如同為浮游植物打開了更多的生長空間。通過光合作用，這些微小的生物吸收溶解在水中的二氧化碳，在沉降過程中，其殘骸和排泄物顆粒又因冰架融化提供的細(xì)顆粒物“搭便車”，形成更易下沉的聚合體，最終被輸送并埋藏到海底沉積物中，完成了從大氣到深海沉積物的碳封存。

分析發(fā)現(xiàn)，兩條路徑能增強(qiáng)碳吸收：一是直接刺激生物生產(chǎn)力；二是通過加劇冰架底部融化，釋放更多利于碳吸附和保護(hù)的細(xì)小礦物顆粒。這意味著，在一定的變暖范圍內(nèi)，南極冰間湖系統(tǒng)可能扮演著地球氣候系統(tǒng)的天然“緩沖器”，其不斷增強(qiáng)的碳封存能力，能夠部分抵消因人類活動(dòng)導(dǎo)致的大氣二氧化碳濃度上升。

據(jù)估算，在當(dāng)前南極變暖速率約為全球平均水平2倍的情況下，到本世紀(jì)末，冰間湖的碳埋藏速率可能達(dá)到當(dāng)前水平的近3倍。因此，要將冰間湖的面積變化、生物地球化學(xué)過程及其對(duì)變暖的反饋，納入新一代地球系統(tǒng)模型，幫助準(zhǔn)確地預(yù)測海洋吸碳能力和氣候變化軌跡。

值得注意的是，過度變暖將導(dǎo)致支撐冰間湖的形成模式發(fā)生根本改變，或冰架大規(guī)模崩解。因此，認(rèn)識(shí)到南極冰間湖等自然系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力，有助于我們更全面理解地球系統(tǒng)的復(fù)雜性，從而更堅(jiān)定地走綠色發(fā)展之路。

(作者分別為北京大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院研究員、北京大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院博士研究生)

《 人民日?qǐng)?bào) 》( 2026年01月31日 06 版)