太空尘埃揭示北极冰川熔化速度超出预期

 自1979年有靠得住卫星不雅测以来，北极海冰面积已缩减逾42%，跟着冰层变薄、退缩，更多深色海水裸露在阳光下，加快了海洋吸热与区域升温，相干气候模型预示北极在将来数十年内可能出现夏季“无冰”的情况，这一改变将波及生态体系与人类活动格局。

编译自/ScitechDaily

研究团队引入了一种独特“示踪剂”——宇宙尘，来追踪海冰覆盖的时空演变。宇宙尘来自恒星爆发或彗星破裂，其微粒在接近太阳时会携带一种极为罕见的氦同位素——氦-3，科学家经由过程检测海底沉积物中的氦-3特点，将宇宙尘与地球本底沉积区分开，从而断定哪些时代、哪些海域曾有开放水面，许可宇宙尘顺利沉降到海底。 论文指出，宇宙尘以近似稳定的速度降低地球，但一旦海面被厚冰经久覆盖，这些微粒就难以达到海底沉积层，沉积物中的宇宙尘含量随之大年夜幅降低，是以“有尘”与“无尘”的分布，等同记录了古海冰的生消。

此次研究拔取了北极三处具有代表性的沉积点位：一处接近北顶点，现代几乎全年被海冰覆盖；一处位于夏末（9月）海冰最小范围邻近；第三处在上世纪80年代仍根本全年有冰覆盖，而如今已出现季候性无冰期。 经由过程分析这三处沉积岩心中宇宙尘的含量变更，团队重建了以前约3万年的海冰覆盖汗青：在约2万年前的末次冰期极盛期，沉积物中几乎检测不到宇宙尘，注解当时北极大年夜片海域经久处于厚冰封锁之下；随后跟着气候转暖、海冰退缩，宇宙尘开端从新在沉积记录中大年夜量出现，反应出开放海水面积明显增长。

研究人员强调，这种基于宇宙尘的“古卫星记录”有望弥补现代卫星不雅测时光标准较短的不足，使科学界可以或许将当前几十年的快速变更，置于数万年的长时光背景下加以比较。 论文第一作者、华盛顿大年夜学海洋学助理传授Frankie Pavia指出，假如可以或许更精确描述海冰在将来几十年中消退的时光与空间格局，将有助于懂得高纬变暖机制、预判食物网与渔场的变更，并评估北极航道、资本开辟等潜在地缘政治重塑的风险。

除了海冰本身的汗青，这项工作还将重建的海冰变更与养分物质应用状况进行了比较，发明当海冰范围较小时，海水中养分盐被消费得加倍充分；而在海冰扩大时代，养分盐消费程度明显降低。 团队经由过程分析有孔虫等微型浮游生物壳体中的化学同位素特点，揣摸其在生前对氮等养分元素的应用程度，从而间接反应不应时代初级临盆者对养分盐的消费状况。

研究提出了两种可能机制解释养分应用为安在“少冰”时代更高：一是海冰削减使更多阳光穿透水体上层，促进浮游植物光合感化与发展，从而晋升养分盐接收；二是融冰输入可能稀释表层海水中的养分盐浓度，导致从数据上看似乎是“消费增长”，但实际是背景浓度降低造成的假象。 两种机制在不雅测上都可能表示为“高消费”，但前者意味着真实的海洋临盆力晋升，后者则更多是养分被稀释而非生态体系增产，这对若何解读将来北极海洋临盆力变更尤为关键。

论文指出，当前北极海冰的快速损掉，正在打破以前数万年中相对迟缓、受天然气候节律驱动的变更格局，使区域辐射进出、海洋环流以及生物地球化学轮回被迫在极短时光内从新均衡。 跟着海冰慢慢退至更接近北顶点的高纬地区，传统依附冰缘临盆力的食物网构造可能被改写，从浮游植物到鱼类再到海鸟、海洋哺乳动物，全部链条的能量与养分传递路径都面对重塑风险。

论文《宇宙尘揭示以前3万年中中部北极海冰覆盖的动态变更》已揭橥于2025年11月6日的《Science》期刊，由华盛顿大年夜学、马萨诸塞大年夜学波士顿分校、美国地质查询拜访局及加州理工学院等多家机构研究人员合作完成，研究获得美国国度科学基金会及相干基金会支撑。 研究团队表示，将来将持续拓展宇宙尘办法在其他极地与海域的应用，以构建更完全的全球古海冰和古海洋演变图景，为改进气候模型和生态风险评估供给关键束缚。