南极冰盖在百万年前跨过“临界阈值” 对气候变化变得更敏感

南极目前储存着地球上最大的冰量，对全球海平面调节作用极为关键。大约100万年前，地球气候经历了显著转折，进入所谓的“中更新世转型”时期，冰期开始变得更长、更冷、也更强烈。

尽管科学界早已注意到这一变化，但由于古代温度和降水记录有限，南极冰盖当时究竟如何响应气候变化，长期以来仍难以准确判断。

为解决这一问题，研究人员采用了韩国基础科学研究院气候物理中心新开发的古气候模拟模型，该模型能够重建过去300万年的全球气候状况。

随后，研究团队将模拟得到的温度和降水数据输入宾夕法尼亚州立大学研发的冰盖—冰架模型，用以追踪南极及北半球冰盖厚度、流动和温度的变化，同时模拟罗斯海和威德尔海等区域浮动冰架的行为。

在韩国最先进的基础科学超级计算机支持下，模型描绘出一幅物理机制一致的图景，展示了全球主要冰盖如何在气候变化中演化。

结果显示，在中更新世转型之后，南极冰盖进入了一个截然不同的动力状态。研究人员识别出一个关键的二氧化碳阈值，大约为240ppm；当大气CO2浓度低于这一水平时，南极冰量对海洋和大气温度变化的敏感度会显著上升，冰盖规模也会出现更剧烈的波动。

论文第一作者、韩国基础科学研究院气候物理中心研究员姜淑云（Kyung-Sook Yun）表示，转型之后，南极冰盖对气候强迫的反应明显增强，这说明冰盖系统并非缓慢、线性演化，而是在跨过某个临界点后变得更易受外界影响。

模拟还显示，约100万年前之后，多个因素共同促使南极冰盖更容易扩张。其一是冰期海洋温度更低，从而减弱了部分位于海平面以下冰体底部的融化；其二是全球海平面比现在低约50至100米，较低的海平面减少了对南极冰架下方基岩的压力，随着时间推移，基岩缓慢抬升，进而推动沿海地区冰体进一步增厚。

研究人员认为，这些机制共同塑造了后来冰期周期中规模更大、持续时间更长的南极冰盖。

作者同时提醒，这项发现意味着南极对气候变化的响应可能比过去认为的更难预测。韩国基础科学研究院气候物理中心主任、合著者阿克塞尔·蒂默曼（Axel Timmermann）指出，南极冰盖对外部强迫的敏感性可能高于此前预期，这也引出了一个重要问题：在全球变暖背景下，它未来将如何变化。

研究团队强调，冰盖并不总是以平滑渐进的方式回应环境变化，它们可能在跨越阈值后突然改变行为模式，并显著改变对外界影响的敏感程度。弄清这些转折何时发生、为何发生，对于提高未来海平面上升预测的准确性至关重要。