“这是中国科学家解决世界性难题的范例，有着重大的理论和现实意义。”中国科学院院士、中国科学院地球环境研究所安芷生如此评价这项由28人、十余家国内外单位共同完成的成果。2024年8月2日，由安芷生院士等以研究论文（Research Article）的形式在《科学》（Science）杂志上发表了《南极冰盖生长触发中更新世气候转型》（Mid-Pleistocene climate transition triggered by Antarctic ice sheet growth）一文。

南极冰盖的“野蛮生长”是北极冰盖快速发育的原因

“从北冰洋、南极冰盖，到陆地和海洋，所有这些因素构成了地球表面系统。地球表面的气候变化与每个人息息相关，全球变暖已经成为全世界的共识。”安芷生分析说，“全球变暖之后，南北极冰盖出现消融，但是消融的速度是不一样的。北极相对更快，南极在过去一段时间内并没有很大变化，甚至冰盖面积有所增加，近些年南极的消融才显著增加。这种不对称的冰盖演化对包括全球温度和海平面变化在内的全球气候影响被严重低估。”

“南北极的变化是不对称的，造成全球气候的不均衡，不均衡就会产生动力，从而最终造成气候的变化。”安芷生说。

如果将目光放的更长远一些，南北极冰盖的不对称变化不只有消融期，也有增长期。

据安芷生介绍，200万年到125万年前，南极地区冰盖面积和冰量增加，导致全球降温。在此过程中，南极成为冷空气的“发动机”和“策源地”，进而在南半球形成一个高压，有利将南半球的水汽“推”向北半球，对北半球冰盖的发展有利。

除此之外，大洋经向环流也发生了变化，同时由于低温夏季的发育，经过多年的积累，全球气候就从此前的冰期-间冰期4万年冷暖旋回转变为10万年。

“最初，北极冰盖的面积并不很大，北极冰盖的大规模发育，得益于南极冰盖的不断生长。”安芷生说。“当前的南北极不均匀消融会造成重大气候影响，仍需更多的科学家去研究。”

中国科学家首次介入挑战多方假说

125万年以后北极冰盖开始大规模发育，也发生了气候周期的转型，是什么原因造成的？对全球气候有什么影响，科学家们有各种各样的说法。

“有说二氧化碳降低的，有说岩石风化的，各说不一，我们对这些假说提出了挑战”，安芷生说，这件事情在国际学界争论了几十年，在Nature和Science等期刊上发表了各种各样的观点，中国人很少介入。这次联合了中国科学院青藏高原研究所、香港大学、英国南极调查局、崂山实验室、西安交通大学、南京大学、德国阿尔弗雷德魏格纳研究所、美国布朗大学、北京师范大学、中国海洋大学、澳大利亚国立大学等国内外科学家，“我们中国科学家介入这一话题，试图用两极冰盖不对称演化这样比较简单的道理来解释这件事情。”

文章将观测记录与数值模拟相结合，揭示了两半球冰盖不对称演化的历史及地球气候系统响应的过程，发现200-125万年前南极冰盖和相关的海冰持续扩张，驱动距今125万年以后北极冰盖增长。该成果提醒我们在当今全球变暖的背景下，定量评估两半球冰盖的不对称融化与全球气候变化之间联系的紧迫性，从而提高我们预测未来气候变化以及地球系统对极地冰盖变化响应的能力。

“大冰期发生原因”是《科学》杂志提出的125个世界前沿科学问题之一。安芷生团队提出的南极驱动的假说，“为回答《科学》杂志的这个科学难题做出了贡献，”安芷生说。

南极埃默里冰架与冰川湖。（崔祥斌 航空拍摄）

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从南极冰盖崩塌的冰山。（李院生 摄）

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相关论文信息：https://www.science.org/doi/10.1126/science.abn4861