南極的“胃口”變小了？缺鐵讓冰川吸碳量遠低于預期 |海潮天下訊

海潮

天下·導讀

△ 多森冰架出口處的溶解鐵（dFe）主要由深層海水和沉積物貢獻，其中流入的深層海水占62%，陸架沉積物輸入占28%，而冰川融水的貢獻率僅為約10%。

△ 研究表明南極冰川融水的鐵含量遠低于此前模型預測，2022年實測總融水端點的溶解鐵濃度約為3.0 nmol/kg，顯著低于常被引用的20至30,000 nmol/kg。

△ 同位素質量平衡分析顯示，冰架出口處溶解鐵的輕同位素特征（δ56Fe平均為-0.21‰）指向了冰蓋下方的缺氧還原環境，而非冰架融化本身；

△ 在多森冰架出口觀測到懸浮顆粒鐵（pFe）濃度高出入口46%，其濃度是溶解鐵的100倍，這表明冰川融化的主要作用，是浮力泵將深層鐵輸送到了表層。

本文約2500字，閱讀約5分鐘

在南極海洋生態系統中，一直存在一個被科學界寄予厚望的“負反饋機制”：隨著全球變暖導致冰川融化，原本封存在冰層中的鐵元素會大量釋放進入海洋。由于鐵是限制南極海域浮游植物生長的關鍵微量營養素，所以有人覺得，這種“天然施肥”效應理論上能誘發大規模的藻類繁茂，通過光合作用從大氣中抽走二氧化碳。

不過，2026年2月26日，羅格斯大學海洋科學家在《通訊-地球與環境》雜志上發表的研究指出，這個支撐氣候預測模型的關鍵假設可能存在重大偏差。

長期以來，科學界對于冰川鐵貢獻的評估大多依賴于計算機模擬，缺乏來自冰架下方的直接觀測數據。為了填補這一空白，研究團隊在2022年搭乘破冰船前往西南極阿蒙森海的多森冰架，這里是南極冰川消融最劇烈的區域之一。

▼ 海潮天下·往期相關報道：

微塑料污染南極海域？新研究揭示：60個磷蝦胃中僅4個含微塑料

哪里有水，哪里就有生命——即使是在南極洲冰川湖泊下

2026年海洋科學大會上《海洋碳綜合研究》報告發布！柴扉、戴民漢、焦念志、周林濱等多位中國學者參與撰寫

▲上圖：2009年10月，一座巨大的南極冰山漂浮在阿蒙森海（Amundsen Sea）廣闊的海面上。阿蒙森海是南極洲冰川消融最為迅速的區域之一，其冰架底部的消融過程直接影響著全球海平面的上升。圖源：NASA

科研人員精確采集了冰架下方空腔入口與出口的水樣，對溶解鐵和懸浮顆粒中的鐵含量進行了實測對比。實驗結果令人意外，實測數據表明冰川融水提供的鐵元素遠低于此前預期，也就是說，此前可能顯著高估了南極冰川消融對緩解氣候變暖的貢獻。

冰川融水泵（Meltwater Pump）指一種由物理性質差異驅動的海水循環機制。冰川融化產生的淡水比海水輕，在上升過程中會像泵一樣，產生向上的浮力驅動力，將富含營養物質（如鐵）的深層海水帶到海洋表面，從而促進表層生物的生產力。

這項研究中，具體的數據分析顯示，流出冰架空腔的溶解鐵中，只有約10%真正源自冰川融水。大部分的鐵元素——約占總量的62%——實際上來自于流入空腔的深層海水，另有28%則源自陸架沉積物的再懸浮。

▼ 海潮天下·往期相關報道：

美國發射PACE衛星，探秘全球變暖下海洋

NASA衛星“看見”海嘯！一場關于地球的“現場直播”

從深海里的 “數字眼睛” 到餐桌上的 “安心賬單”，海洋大數據離你我并不遠

▲上圖：研究區域概況、經向流速及多森冰架進出口站位的水文特性。南極阿蒙森海（Amundsen Sea）多森冰架的研究細節：(A-B) 標明了采樣區域及2022年ARTEMIS項目與2011年ASPIRE項目的具體觀測站位；(C) 為冰架前緣的海流經向流速剖面，藍色區域代表向南流入冰架空腔的暖性修正環流深層水（mCDW），紅色區域則代表向北流出的富含融水的混合水；(D-E) 溫鹽圖（T-S圖）對比了流入與流出水體的物理性質，其中Gade線揭示了mCDW與冰川融水的線性混合關系。研究特別區分了厚度在450至600米之間的上層mCDW，由于其溫鹽軌跡緊貼Gade線，被確認是驅動冰架底部融化的主要端元水體。論文出處：Chinni, V., Steffen, J.M., Stammerjohn, S.E. et al. (2026)

研究人員用同位素“指紋”溯源技術發現，即便是在那10%的貢獻中，鐵元素也不是來自正在融化入海的純凈冰架。

相反，這些鐵主要源于冰蓋與底部基巖摩擦產生的液態融水層，那里由于極度缺氧且伴隨劇烈的巖石磨蝕，才使得基巖中的鐵礦物得以溶解。

這一發現意味著，那些直接導致海平面上升的冰架消融，其本身攜帶的生物有效鐵極度匱乏。隨著氣候持續變暖，雖然冰川融水的體積在增加，但它并不能按比例提供足夠的“養料”來刺激海洋生產力。

這種營養供給的脫節，就直接的挑戰了現有的全球氣候模型中關于“鐵肥效應”的設定。如果南極海洋這臺“二氧化碳收割機”無法獲得預想中的動力，那么，大氣中溫室氣體的清除速率將比預期更慢，全球變暖的自然緩沖機制可能遠比想象中要脆弱許多。

▲上圖：驅動南極“融水泵”垂直環流的生物地球化學過程：深藍色的箭頭描繪了流入空腔的上、下層修正環流深層水（mCDW）路徑；淺藍色部分代表冰架本身融化釋放的溶解鐵，及其與冰封顆粒、冰磧物的相互作用；黃色部分則標示出受地熱驅動、從基巖界面排出的陸下冰川徑流（Subglacial discharge）。圖中通過圓形和方塊分別代表溶解態鐵與顆粒態鐵，并展示了這些組分如何與流入的mCDW混合形成具有浮力的羽流。右側餅圖定量展示了出口站位溶解鐵的貢獻構成，直觀反映出深層海水與海底沉積物在鐵元素供給中的主導地位，而純冰川融水的直接貢獻僅占極小比例。論文出處：Chinni, V., Steffen, J.M., Stammerjohn, S.E. et al. (2026)

該研究進一步指出，未來的氣候預測必須重新評估南極近岸海域的鐵來源。過去將冰川消融等同于“自然施肥”的簡化邏輯需要修正，科學家必須更深入地研究冰蓋底部復雜的物理磨蝕過程，以及深層洋流對鐵元素的輸送作用。隨著實測數據的介入，原本被視為緩解變暖“剎車”的自然反饋，正面臨嚴重的有效性質疑，這關乎科學屆對未來百年全球溫室氣體濃度預測的準確性。

南

極

聲明：1）本文僅代表資訊，供讀者參考，不代表平臺觀點。2）歡迎專家、讀者不吝指正、留言、賜稿！歡迎有理有據的不同意見。

信息源 | Chinni, V., Steffen, J.M., Stammerjohn, S.E. et al.(2026)

文 | 盧曉雨

編輯 | 海潮君

排版 | LXY

時間 | 2026年3月1日

【參考資料】
感興趣的海潮天下（Marine Biodiversity）讀者可以參看該研究的全文：
Chinni, V., Steffen, J.M., Stammerjohn, S.E. et al. Iron supply to the Amundsen Sea, Antarctica is dominated by circumpolar deepwater and continental subglacial sources. Commun Earth Environ 7, 162 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03264-x
https://www.nature.com/articles/s43247-026-03264-x
https://tos.org/oceanography/article/the-amundsen-sea-and-the-antarctic-ice-sheet
https://www.eurekalert.org/news-releases/1117479

▼ 海潮天下·往期相關報道：
●比鬼片還刺激！海綿也開始吃肉了……南極冰下確認發現30個新物種！
●DNA也有“記憶卡”？海洋表觀遺傳學，正成為全球海域的24小時預警機
●南極最強洋流危機？2050年前或減速20%
●冰封之下的脈絡：332條海底峽谷重繪南極“地形密碼”
●全球變暖，導致南極洲的鯨魚“減肥”

「海潮天下」（Marine Biodiversity）是一個科學傳播和學術服務平臺，聚焦全球生物多樣性治理，以科學視角解讀生態系統奧秘，分享全球前沿研究與自然保護實踐，提供學術服務平臺，助力中國科研人員參與全球環境治理。從神秘的深海生物到脆弱的珊瑚礁系統，從極地生態到可持續漁業和陸地生態系統，從環境法前沿到塑料污染談判、以及即將生效的BBNJ……我們致力于打造最新、最快、客觀中立、高質量的生物多樣性傳播與學術橋梁，爭取不辜負讀者的每一分鐘。歡迎關注！