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谁把南极冰山“调”成翡翠绿

来源:科技日报2019-05-10 09:58

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  对极地旅行者或者去过极地的科研人员来说,冰山是一道随处可见的风景。在南极除了常见的蓝色和白色冰山之外,一种罕见的深绿色冰山吸引了人们的注意。

  最近摄影师在南极洲东部的南大洋拍摄到一座罕见的“翡翠”冰山,再次引发人们对南极深绿色翡翠冰山形成原因的探索。

  冰山为啥通常是白色或蓝色?

  在重力作用下,冰从南极大陆向海岸缓缓流动,其伸向海面的部分被称为冰架,冰架断裂则成为冰山,冰山最终在大海中消融,是全球海平面上升的主要诱因之一。

  表面上看,雪和冰呈现给人们的是均匀的白色。这是因为绝大多数照在冰雪表面的可见光都被反射回来,在可见光谱的范围内,被冰雪吸收的能量很低,而且反射率在各个波段比较均匀。

  由南极大陆数千年的降雪所形成的冰由纯净的淡水组成,专业上定义为大气源的冰。冰架向海延伸,冰架底部会与海水直接接触,底部冰腔内会形成高压过冷却水。在水里会形成水内冰,并向上漂浮至冰架底部,形成海源的冰。

  自然资源部中国极地研究中心研究员雷瑞波告诉科技日报记者,纯大气源的冰可能因为融化重新冻结形成不同晶体结构使冰山呈现蓝色,而海源冰因为包含有机物和矿物质、冰藻等,在阳光折射下也可能显现蓝色。除此之外,最常见的冰山还是白色。“当然,在北极,一些由山地冰川形成的小冰山会携带一些砂砾,所以也可能呈现土色。”

  冰山发绿是海水杂质所致?

  值得一提的是,与发出蓝光的冰山相比,发出绿光的翡翠冰山却并不多见。根据国外媒体报道,在南大洋的部分地区发现有翡翠冰山,这一历史可追顺到上世纪初,当时的水手和探险家报告了这一现象。

  1988年,冰川学家斯蒂芬·沃伦爬上一块翡翠冰山近距离观察它时,意味着人类开始了对翡翠冰山的探索。沃伦从南极洲东部,也就是我国南极中山站以东二百来公里的埃默里冰架附近的翡翠冰山中提取了一个冰芯样本,并将其与20世纪80年代澳大利亚探险队获取的其他绿冰样本进行了对比。

  起初,沃伦的研究小组怀疑,也许是因为冻结成冰的海水里含有了太多的海洋微生物尸体,而正是这些杂质让冰变成了绿色。但事实证明他们的推测是错误的——绿冰和蓝冰中含有的有机物质数量差别不大。

  翡翠冰山形成缘于氧化铁?

  几年前,澳大利亚塔斯马尼亚大学海洋学家劳拉·赫瑞兹·博雷格罗研究发现,埃默里冰架冰芯样本的含铁量是纯大气源冰的近500倍。

  受此启发,沃伦再次冒出了一个想法:有可能是氧化铁把普通的蓝色冰变成了绿色冰。

  如果是这样,那铁是从哪里来的呢?毕竟这些化合物在海洋的许多地区是极其稀少的。

  在发表于美国地球物理学会著名杂志《地球物理研究杂志-海洋》上的最新研究中,沃伦认为,答案可能在于“冰川粉”——冰架碾磨基岩形成的粉末。这些富含铁的粉末流入海洋,成为翡翠冰山重要的“调色板”。

  虽然目前不能完全证实该研究解开了一个长达数年的谜团,但可以肯定的是,这一发现可能在维持海洋生命方面发挥作用:铁是浮游植物的关键养分,而南大洋的许多海洋生物又以这些浮游植物为食。如果是这些翡翠冰山将南极洲大陆的铁元素运送到了南大洋,那么这对海洋生物来说可能至关重要。陈 瑜

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