西南极冰盖是全球海平面上升的重要驱动源，其演化进程与未来气候变化密切相关。阿蒙森海扇区是西南极冰盖变化最剧烈的区域之一，区内思韦茨冰川（Thwaites Glacier）素有“末日冰川”之称，其加速消融甚至可能诱发整个西南极冰盖失稳崩塌。当前该冰川持续退缩、冰体大量流失，已对全球海平面变化产生显著影响。受长时间尺度连续地质记录缺失所限，该区域冰盖的演化规律及其对气候系统的响应机制，目前仍未被系统厘清。

针对这一关键科学问题，我校海洋学院赵越教授团队的博士研究生张梦薇在导师高亮教授指导下，联合国内外同行，依托中国南极考察（国际合作）与国际大洋发现计划（IODP）379航次在南极阿蒙森海陆隆钻取的U1532站位沉积物岩芯，通过环境磁学、沉积物源示踪及古气候对比等方法，对~4.33 Ma以来西南极冰盖的演化历史开展研究，取得以下重要成果与认识：

（1）建立环境磁学指标与冰盖动态演化之间的关系。研究发现，沉积物中细粒磁铁矿含量（非磁滞剩磁ARM）可指示冰盖进退。冰盖扩张进入思韦茨冰川下方富含磁铁矿的白垩纪基性岩区时，沉积物中细粒磁铁矿显著增多。~4.33 Ma以来，磁学参数变化清晰记录了冰盖的阶段性演化特征。

（2）识别出冰盖演化的关键过渡期。研究揭示，~4.1 Ma至~3.8 Ma期间磁铁矿浓度最低，反映该时段为~4.33 Ma以来西南极冰盖规模最小的时期。~4.1 Ma之后，冰盖随全球长期变冷逐步扩张；~3.2 Ma时发生临界扩张，冰盖规模快速增大，冰流系统重组，思韦茨冰川流域沉积物贡献持续增强；~0.9 Ma之后冰盖大规模增长基本停滞，与大气CO₂浓度和海洋温度趋于稳定相一致。

（3）揭示西南极冰盖演化过程显著受控于全球气候演变。研究显示，西南极冰盖演化与全球深海温度、海表温度及大气CO₂浓度变化高度相关。~3.2 Ma的冰盖快速扩张发生在CO₂浓度降至~400 ppm以下、海洋温度降低的气候阈值之后，印证了气候系统对冰盖动态的强控制作用。

在全球气候持续变暖的大背景下，西南极冰盖整体稳定性不断下降，其中阿蒙森海扇区冰体消融、冰川退缩现象尤为突出，冰盖正处于快速消退阶段。本研究依托长时序沉积记录，重建了该区域~4.33 Ma以来的冰盖演化过程，为精准研判西南极冰盖对全球气候波动的响应特征、解析其气候敏感性提供了关键地质证据。研究结果也进一步表明，温室气体增加是加剧西南极冰盖失稳的重要诱因，凸显了严控人为碳排放量、减缓气候变暖进程，进而遏制冰盖加速消融、缓解全球海平面上升风险的现实紧迫性。

图1. ARM记录的~4.33 Ma以来阿蒙森海扇区西南极冰盖演化与全球气候记录对比

本研究受国家自然科学基金和教育部学科突破先导项目联合资助。成果发表于《Nature Communications》：Mengwei Zhang, Julia S. Wellner, Karsten Gohl, Steven M. Bohaty, Becky A. Hopkins, Chuang Xuan, Li Wu, Anna Ruth W. Halberstadt, Theresa M. King, John M. Fegyveresi, Masako Yamane, Michelle L. Penkrot, Junling Pei, Zhenyu Yang, Yue Zhao, Denise K. Kulhanek, Adam Klaus, Liang Gao*. West Antarctic Ice Sheet advance since the early Pliocene. Nature Communications (2026). 10.1038/s41467-026-74100-1.

原文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-026-74100-1