一艘游轮接近利马水道（又称雷麦瑞海峡）。图片来源：原文
100多年来，失事的“坚忍号”（Endurance）残骸一直安然地沉没在南极洲海岸附近冰冷的威德尔海底部。
1915年“坚忍号”沉没前，著名的极地探险家Ernest Shackleton和他的船员是最后一批看到它的人。他们无助地看着移动的海冰慢慢碾碎了他们不幸的船只，使其沉入10000英尺深的海底。
这个团队随后的救援行动将成为历史上最著名的幸存故事之一。而“坚忍号”将成为世界上最著名的沉船之一，未被发现但从未被遗忘。现在，近107年后，“坚忍号”终于被找到了。
3月9日，一个名为“Endurance22”的国际搜寻任务宣布找到了沉船残骸，该搜寻任务在二月刚刚发布。多亏了“坚忍号”船长Frank Worsley在1915年的详细记录，专家们大致了解了这艘船的最终安息之地。他们利用水下无人机侦察相关区域，并最终发现了沉船。
根据《南极条约》（the Antarctic Treaty），“坚忍号”残骸现在被指定为历史遗迹，它是另一个时代的时间胶囊，代表了人类探索的不同阶段和地球在后工业时代的不同气候阶段。
一个世纪前，所谓的南极探险的英雄时代即将结束。从19世纪末一直延伸到1922年左右，这段时期见证了人类对一个当时基本未知的大陆的一些首次重大探索。1911年，挪威探险家Roald Amundsen是第一个到达地理南极的人。Shackleton想成为第一个通过陆路穿越南极大陆的人，但由于失去了“坚忍号”而受挫。
当时，世界平均气温要比现在低约1摄氏度。科学家们知道温室效应，但他们还没有向世界广泛普及极地冰盖融化和海平面上升的危险。像Shackleton这样的探险家对南极洲感兴趣是因为它就在那里，而不是因为他们认为它的冰有一天可能会消失。
一个世纪后，南极洲再次成为国际谜题的主题。但这一次，人们的兴趣主要集中在随着全球变暖，南极洲正在发生怎样的变化。随着融化的冰川崩塌入海，南极的冰盖目前每年损失约2000亿吨冰。由此导致每年全球海平面上升约半毫米。随着时间的推移，冰的流失正在加速。
一些专家担心，严重且持续的全球变暖最终可能导致南极冰盖发生不可阻挡和不可逆转的变化，大规模冰川将崩塌，全球海平面将发生灾难性的上升。这样的未来似乎还很遥远，但科学家们正在以越来越紧迫的方式看待这种可能性。
然而，即使在气候变化的时代，南极洲也是一片神秘之地。与之相对应，北极目前变暖的速度几乎是世界其他地区的三倍。在北极，大部分地区正在发生与预期完全一致的灾难事件：冰川正在萎缩；海洋正在变暖；海冰正在减少。
另一方面，南极洲并不总是以最明显的方式应对全球气候变化。虽然整体上冰盖质量在减少，但这种现象在某些地区的发生速度要比在其他地区快得多。南极洲大陆的一些地区正在迅速变暖，而其他地区似乎相对稳定。南极海冰有时在扩大，有时在缩小。
简而言之，南极洲是一个广阔而复杂的地方。尽管如此，自Shackleton时代以来，科学家们在绘制南极大陆的地图和记录其变化方式方面取得了非凡的进步。有两个结论是明确的：气候变化已经在重塑南极，而且随着地球继续变暖，它的变化只会更快。
加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋研究所的冰川学家Helen Fricker说：“我们现在在南极洲看到的是它正在发生变化，这是毫无疑问的。”
以下内容将阐述南极在“坚忍号”沉没后的一个世纪里发生的变化。
气候变暖
南极气候变化最清晰的证据之一就在“坚忍号”葬身的水底的西边。
那就是南极半岛（Antarctic Peninsula），一片从南极大陆其他地区延伸出来的狭窄陆地。船沉没后，Shackleton和他被困的船员在漂浮的海冰上向西北漂去，直到他们最终爬上了位于半岛顶端以北不到200英里的无人小岛（现称大象岛，Elephant Island）。
今天的世界不同了。在20世纪后半叶，南极半岛成为地球上气候变暖最快的地区之一。仅在1950年至2000年间，南极半岛的气温就上升了近3摄氏度，相当于上升了5华氏度多。
2016年7月发表在《自然》（Nature）杂志上的一项研究显示，自21世纪初以来，全球变暖速度已经放缓，甚至略有逆转。这可能是由于过去20年来南极气候的自然变化。
但这还不足以弥补上个世纪的严重变暖，事实也表明了这一点。据科罗拉多大学博尔德分校的冰川学家Ted Scambos所说，由于全球变暖，南极在夏季经历了严重的融化期。Ted Scambos说，融化导致“南极半岛最北端冰盖发生巨大变化”。
最戏剧性的一幕发生在2002年。拉森B冰架是一个从南极半岛伸出的巨大冰架，当它突然崩裂成碎片并分解落入海中时，引起了国际社会的关注。整个过程发生在几周之内，科学家们认为，崩塌的原因是该地区剧烈的气候变暖和冰川融化。
斯克里普斯冰川学家Fricker说，拉森B冰架的崩塌对南极科学家来说是一个重大的警钟。这是一个迹象，表明气候变暖已经在南极洲的某些地区造成了严重破坏，且冰盖的变化速度可能比预期的要快得多。
她说：“100年前，甚至50年前，实际上甚至20年前，我们认为南极洲冰架短时间内不会融化。然后是2002年，砰！拉森冰架崩塌了，我们都在想，‘刚才发生了什么？’”
此后的几年里，南极半岛继续遭受热浪和强烈的消融事件的影响。2020年2月，在南极的夏季，半岛北端的温度达到了惊人的18.3摄氏度，即65华氏度，这是南极大陆有史以来的最高温度。
数百英里之外，地理南极已经成为另一个南极热点。最近的研究发现，在过去三十年中，该地区的变暖速度几乎是全球平均水平的三倍（引自Climatewire，2020年6月30日）。
一个世纪前，Shackleton计划在穿越南极大陆的途中穿越南极点。就在几年前，Amundsen打败了他，紧随其后的是英国探险家Robert Falcon Scott，他和他的团队在从极地返回的途中不幸丧生。Shackleton因“坚忍号”的沉没而受挫，他再也没能回到那里，因为几年后，他在再次前往南极洲也是最后一次探险中因病去世。
自从Shackleton试图到达南极后，南极的故事就变得复杂了。虽然该地区自20世纪90年代以来迅速变暖，但实际上在之前几十年里一直在变冷。科学家们认为，自然气候变化导致了气温的波动，就像它们可能影响了近几十年来南极半岛的变化趋势一样。
南极大陆的其他地区也经历了一系列的变暖和降温过程。自20世纪中叶以来，南极洲西部的气温大幅升高变暖，尽管没有南极半岛那么高。但东南极洲的大部分地区，即该大陆最大和最冷的部分，并没有变暖太多，有些地区甚至还降了一点温度。
科学家认为，南半球的自然气候周期在这些不一致的模式中起着重要作用。该大陆某些地区的温度会受到风或海洋温度自然变化的严重影响，这些影响的起源有时甚至会远至热带地区。
Scambos指出，南极比北极更容易受到这种自然波动的影响。北极几乎完全被加拿大和西伯利亚等大片陆地所包围，这使它与世界其他地区相对分离。另一方面，南极洲被一片广阔开放的海洋包围，这片海洋直接流入世界其他海域。Scambos说：“南极洲是更复杂且更多变的，它的地理位置完全不同。”
尽管如此，像南极半岛这样的地方仍然是一个警示，人类引起的气候变化已经提高了该大陆一些地区的气温。随着地球持续升温，全球变暖的影响最终可能会超过自然气候周期引起的上下波动范围。
即使在严寒的南极洲东部，偶尔也会发生一些气候变暖事件，这可能会让英雄时代的探险家感到震惊。就在上周，一场史无前例的高温事件使那里的气温比正常温度高出70度。
科学家们还没有研究出全球变暖对这一特定事件的确切影响，因为反常的事件确实会偶尔发生。但这提醒我们，如果全球变暖失控，或许再过100年，南极大陆可能会变成什么样子。
南极冰川融化。图片来源：pixabay
海冰之谜
“坚忍号”的故事以南极海冰开始和结束。当这艘船接近南极海岸线时，它被挤压在覆盖南大洋的厚厚的浮冰中。被困住后，这艘船无助地漂过威德尔海，驶向南极半岛，最终被压碎。一个世纪后，威德尔海的海冰仍然厚重且危险，它给先前寻找“坚忍号”的尝试造成了阻碍。
今年情况的变化可能有助于最新的搜索任务取得成功。据美国国家冰雪数据中心（National Snow and ice Data Center）的数据，南极海冰已缩减至今年有记录以来的最低水平。在“坚忍号”被发现前不久，南极海冰含量达到了最低点。
Scambos说：“尽管威德尔海上有海冰，但它是一个松散的整体，更薄、更分散。有很多的间隙供搜寻船只通行。”和南极洲发生的许多事情一样，科学家们认为，今年海冰量达到历史最低点在很大程度上是自然气候波动的结果。
这并不意味着全球变暖没有影响。但与几十年来一直快速消减的北极海冰不同，随着地球变暖，南极海冰并不总是以最明显的方式表现出反馈。事实上，它在上个世纪表现出一些令人费解的趋势。科学家对南极海冰的了解大多来自卫星图像。从20世纪70年代的卫星记录开始，直到几年前，南极海冰总体上是在扩大的。
然后，从2014年左右开始，这一趋势突然逆转，海冰含量开始急剧下降（引自Climatewire，2019年7月2日）。它在2017年达到了创纪录的最低水平，在2020年略有反弹，然后在今年又创下了最低纪录。
在20世纪70年代之前，科学家对南极海冰变化趋势的直接观测较少。但根据一月份发表在学术期刊《自然气候变化》（Nature Climate Change）上的一项研究，研究人员已经能够利用过去几十年南极气候的数据重建一些更早期的趋势。他们发现冰层一直在下降，直到1960年左右，这个模式开始逆转。
总的来说，该记录显示南大洋的海冰覆盖范围呈拉锯式扩大和减少。但其个中原因尚不完全清楚。俄亥俄大学研究南极海冰变化趋势的南极气候专家Ryan Fogt说：“我认为自然环境变化确实起到了很大的作用。”
可能还有另一个意想不到的因素在起作用：南极臭氧空洞正在恢复，自从世界领导人在20世纪80年代同意逐步停止使用消耗臭氧层的化学品以来，这个空洞一直在逐渐愈合。
事实证明，地球臭氧层的变化会影响大气中的空气循环。随着大气臭氧层空洞的缩小，一些科学家认为它影响了南极洲周围的风力模式，进而影响了海冰的运动。与此同时，Fogt补充道，“我不认为这一切都与人为造成的气候变化无关。”
就像南极洲各地不均匀的变暖模式一样，人为造成的气候变化信号在未来可能会加强。不过，就目前而言，全球变暖的影响可能与其他因素的影响存在某种“竞争”关系。
这使得我们很难准确预测未来几十年南极海冰会发生什么。Fogt说：“这些因素在未来30年、40年内将如何相互作用，是目前研究热点中的一个重大问题。”
图片来源：pixabay
冰川——冰与海相遇之地
在“坚忍号”沉没后的一个世纪里，南极大陆最大的变化，也是当今探险者关注的焦点，就是它正在大量流失的冰量。
根据2018年6月发表在《自然》杂志上的一项研究，目前，南极洲每年向海洋注入约2000亿吨冰。这是20世纪90年代冰川融化速度的三倍。随着时间的推移，冰川消融可能会继续加速。
这些冰川损失对全世界的人类社会产生了巨大的影响。自1992年以来，南极洲已使得全球海平面升高了约三分之一英寸。其对海水膨胀的额外贡献，在格陵兰冰盖融化、高山冰川融化和海洋变暖等事件之上。
不到一英寸的上升听起来可能不多。但即使是少量的海平面上升也可能产生严重后果，增加洪水风险，并加剧风暴潮对沿海社区的影响。随着南极洲冰川以更快的速度崩塌，其对海平面上升的贡献也将加速。
像南极洲的许多其他模式一样，冰川融化并不是均匀发生的。迄今为止，最大的冰川流失发生在南极洲西部。
几十年来，科学家们一直在关注南极西部的冰盖。1978年，冰川学家John Mercer在《自然》杂志上发表了一篇论文，警示未来由温室气体排放驱动的气候变化可能会破坏整个南极地区的稳定。
Fricker说，这是最早引起人们关注南极冰川问题的科学论文之一，Fricker曾在2019年向美国地球物理联盟（American Geophysical Union）介绍了南极洲过去100年的科学史。
她说，当时科学家们“知道一些，但没有人有足够多的知识来真正地把它们放在一起。我们当时甚至没有一张准确的冰盖地图。”
几十年后，科学家才从长期卫星记录和其他测量中获得足够的信息，以了解南极洲已经发生了怎样的变化。如今，南极洲西部每年造成约1600亿吨的南极冰损失。虽然南极洲西部在上世纪已经变暖，但并不是气温导致了大部分融化。而是由于温暖的海水渗入冰层之下，自下而上融化冰川。
是什么驱动这些海洋运动是另一个复杂的问题。海洋的普遍变暖可能是其中的一部分。但是，自热带海域下降并在南大洋回升的深海流带来了大部分温暖的海水。
一些科学家认为，南极洲周围风向的变化有助于推动这些暖流上升到冰的边缘，加速其融化。与南极洲海冰一样，这些不断变化的风型可能受到多种因素的影响，包括人为造成的气候变化（引自Climatewire，2018年4月10日）。
这种自下而上的融化是南极科学家越来越关注的问题。他们正在密切关注该地区，尤其是其中一些最大的、融化最快的冰川。有“末日冰川”之称的思韦茨冰川是该地区最大的担忧之一。
它每年向海洋中注入大约500亿吨的冰，随着时间的推移，部分冰变得越来越不稳定（引自Climatewire，2021年12月14日）。思韦茨冰川目前是一项国际科学合作的主题，该合作旨在更好地了解影响其融化的过程，这是历史上最大的南极科学任务之一。
在大陆另一边的南极洲东部目前相对稳定。但科学家们已经在沿海的某些区域发现了融化加剧的迹象。Fricker表示，这是一个值得更多关注的地域。最终，该地区将以更快的速度开始发生变化，就像南极半岛和西南极洲发生的变化一样。作为冰盖的最大部分，东南极洲具有影响全球海平面的巨大潜力。
Fricker说：“我认为东南极洲是下一个继续关注的焦点。东南极洲我们还没有真正开始妥善处理的棘手问题，但是它非常重要。”
即使南极探险的英雄时代已经过去了一个世纪，科学家们仍在探索这片大陆的奥秘。在过去，绘制一个未知的大陆是首要任务。而在今天，随着气候变化改变地球，科学家们正在绘制一个未知的未来。
虽然竞争是Shackleton时代的常态，他们争先恐后地到达南极或穿越南极大陆，但今天比以往任何时候都更需要全世界的配合与协作。
她说：“我们无法解决这个问题；如果没有真正良好的国际协调实地调查，再加上一些真正有针对性的卫星观测，我们无法弄清楚南极洲的情况及其变化。每个人都有机会，但每个人都需要共同努力。”
撰文：Chelsea Harvey，美国E&E News（Essential Energy and Environment News）杂志社记者。
翻译：彭容
审校：曾小欢
引进来源：科学美国人
本文来自：中国数字科技馆
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