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自20世纪初以来,海洋探险家一直想知道南极洲某些地区出现了一种不同寻常的现象:翡翠冰山,带有深绿色,而不是典型的白色或蓝色。最后,科学家们开始明白为什么这些引人注目的结构如此奇怪 - 而答案表明它们是海洋的重要组成部分。
华盛顿大学名誉教授斯蒂芬沃伦博士近三十年前首次在远征中看到了一座绿色的冰山,并一直努力解决他们奇怪色调的神秘面纱。在最近发表的一项研究中 JGR Oceans 他和他的同事们提出了一个新的理论:颜色是由于绿色的氧化铁矿物质被掺入冰山中,随后它们从远离原点的地方通过南大洋输送铁,沿途融化。
“我个人对绿色冰山的兴趣开始于1988年,当时我正在南极海域进行澳大利亚探险,用我的学生理查德勃兰特测量海冰对阳光的反射,”沃伦告诉我 逆.
“我们没有期待遇到绿色冰山,但我们很幸运。我们能够爬上冰山,测量反射的阳光以确定真实的颜色,然后采取核心样本。那是开始。“
Warren和合作科学家之前的理论认为,绿色是由于冰山中存在海洋衍生的有机物质。冰山通常看起来是蓝白色的,因为冰川冰含有散射冰的气泡。绿色冰山的不同之处在于它们含有 海洋冰 - 冰冻的海水,没有气袋,粘在冰架的下面。海洋冰通常含有来自海洋的有机和无机颗粒,被长期死亡的海洋植物留下。
已经确定,当来自海水的红色和黄色颗粒与冰蓝色结合时,冰可以变绿。沃伦和他的团队以前认为红色和黄色来自海洋植物的颗粒。
但是,当塔斯马尼亚大学的科学家发现了一种更加不同寻常的海冰特征时,这种解释又退居二线。当他们从Amery Ice Shelf测试冰芯时,他们发现核心底部附近的海冰几乎已经存在 铁的500倍 比它上面的冰川冰。
应该注意的是,铁也会去掉必要的黄色和红色,以创造绿色。
沃伦怀疑在那个核心发现的铁氧化物来自南极洲大陆的岩石。随着冰川的流动和滑动,它们侵蚀基岩,通常是“百分之几铁”。被侵蚀的材料是一种细粉末,科学家称之为“冰川面粉”,它可能会在大陆附近形成一个冰山,变成冰山绿色。
沃伦与测试冰芯的澳大利亚地质学家建立了合作关系,他们写了一份建议,研究澳大利亚南极站附近的更多冰山。他们计划测量蓝色和绿色冰山的光谱反射率,以量化它们的颜色,并在冰山中钻探短核以测量铁,盐,同位素,溶解有机碳等的水平。
“如果我们的建议得到澳大利亚南极科学计划的批准,我们将在两年后取得成果,”沃伦说。
如果铁理论证明是真的,那就意味着绿色冰山不仅仅是异国情调的好奇心,也是海洋生态系统的一个重要方面。当绿色冰山从冰架上脱落时,他们可能会将急需的铁从南极洲运到公海。
这对于浮游植物来说可能是一个福音,它需要铁和阳光来进行光合作用。浮游植物是水生食物链的基础,消耗的二氧化碳的规模相当于森林 - 帮助地球保持绿色和冰山一样。
抽象:
在几个南极冰架下面的过冷海水中形成冰晶;当它们上升到冰架底部时,它们从水中清除颗粒并将它们掺入生长的基础冰中。产生的海冰可以厚约100米;它与海冰的不同之处在于它清澈,淡化和无气泡。海冰的冰山颜色从蓝色变为绿色,这取决于海水中的外来成分的性质和丰富程度,这些成分在冰生长时被困在冰中。红色或黄色材料(即,吸收蓝光的材料)与冰蓝一起可以将最小吸收的波长转变为绿色。以前,已经提出溶解有机碳(DOC)是绿色的原因。随后对绿色冰山中低DOC值的测量,以及最近发现Amery冰架中海冰中大量铁的发现,表明绿色冰山的颜色更多地是由铁氧化物矿物质而不是DOC引起的。这些冰山从它们的起源远行;当它们融化时,它们可以将铁作为营养物质输送到南大洋。