南极南极冰架或将坍塌

第20卷第3期极地研究Vo.
l20,No.
32008年9月CHINESEJOURNALOFPOLARRESEARCHSeptember2008[收稿日期]2008年4月收到来稿,2008年5月收到修改稿.
[基金项目]国家自然科学基金(40773074)、国家科技支撑计划项目(2006BAB18B01)资助.
[作者简介]唐承佳,1973生.
博士研究生,研究方向为冰川地球化学.
[联系作者]李院生,研究员,E-mai:llysh@pric.
gov.
cn.
研究进展南极冰架研究现状与埃默里冰架研究展望唐承佳1,2李院生2陈振楼1周丽娅3(1华东师范大学资源与环境科学学院,上海200062;2中国极地研究中心,上海200136;3南京大学地理与海洋科学学院,南京210093)提要南极冰架是揭示南极地区气候变化机制,预测全球气候变化的关键研究区域之一.
概述了20世纪以来针对南极冰架所开展的科学研究工作,分别从冰架物质平衡过程、冰架形态特征及其内部结构监测、冰架海底海洋岩芯的沉积特征和冰架附近海域生态系统演化等方面总结了冰架研究所取得的丰硕成果.
介绍了中国近几年在东南极洲埃默里冰架进行的科学考察活动,并依据南极冰架研究的国际未来计划提出了中国在埃默里冰架即将继续开展的研究工作.
关键词南极洲冰架埃默里冰架物质平衡南极洲冰架的研究,在20世纪初主要进行了冰架的分布、面积以及冰架底部、内部等形态结构特征方面的研究.
20世纪中期国际上相继实施了罗斯冰架计划(RossIceShelfProject)、拉森冰架计划(LarsenIceShelfProject)、菲尔希纳冰架计划(Filchner-RonneIceShelfProject)和埃默里冰架海洋研究计划(AmeryIceShelfOceanResearchProject)(南极洲主要冰架分布及其估算面积见图1).
随着卫星遥测技术和实测新技术的出现,逐渐转入冰架整体动态变化监测(冰架边缘崩裂、冰架底部融化等).
为南极冰盖物质平衡、南极冰盖变化对全球气候变化的影响积累了大量的数据和资料.
为了获得更丰富的现代和古气候环境信息,陆续在南极各冰架上采集浅层表面雪样品和冰架冰芯样品进行测试分析;在冰架海域获取海底表层沉积物和钻取海洋岩芯,研究地质时期环境气候特征以及推测南极冰盖及其冰架的演化历史.
1冰架物质平衡过程研究冰架物质平衡是冰盖动态变化的主要过程之一,准确地掌握冰架物质平衡过程,才可能精确定量研究南极冰盖的动态变化及其对全球变化(海平面、大洋洋流循环和大气循环等)的贡献.
冰架物质平衡过程主要包括冰川冰流输入、冰架表面积累与消融、冰架前缘崩裂和冰架底部的冻融等.
冰架表面的积累和消融过程在全球变暖背景下加速,但是在冰架的物质平衡通量中所占比例较小,对海洋洋流特征的影响甚微;冰川冰流输入到冰架的物质通量通过监测冰川冰流速度进行计算;冰架损失的物质通量成为冰架物质平衡过程的研究热点,重点研究冰架前缘崩裂和底部冻融过程.
图1南极洲主要冰架区域及其估算面积Fig.
1.
ThemajoriceshelvesandtheirestimateareainAntarctica(TedScambos,2006)1.
1冰架前缘崩裂全球变暖趋势下,冰架前缘崩裂正导致冰架形态发生剧烈变化.
过去20多年来,南极半岛冰架面积减少了12500km2以上,每年溶冰季节大约延长了23星期.
Doake等通过卫星数据观测到南极半岛冰架前缘存在突然崩裂现象:(1)拉森A(LarsenA)冰架1995年1月崩塌面积达1600km2;(2)Wilkins冰架1998年3月崩塌面积达1100km2;(3)拉森B(LarsenB)冰架2002年23月崩塌面积达3200km2[1].
东南极洲的埃默里(Amery)冰架在1962/1963年崩裂出一块面积约10000km2的冰山,近年在埃默里冰架前缘发现两条超过25km的冰裂隙,依据埃默里冰架存在6070年的冰架前缘冰山崩裂周期推测,未来510年埃默里冰架将出现前缘崩裂,崩裂面积至少超过900km2[2,3].
冰架前缘崩裂将引起南极冰盖、冰川流向大洋的冰流加速.
如拉森冰架塌陷后造成南极半岛流向Wordie冰架的Fleming冰川年流失冰量达6.
80.
3km3a-1,2002年冰川变薄约2ma-1,相对于1974年的冰流速度加快了50%[4].
东南极洲埃默里冰架20世纪60年代塌陷后兰伯特冰川(LambertGlacier)冰流速度最快时达到了13001400ma-1.
经过2025年的时间,冰架前缘又再次延伸到1963年冰架前缘崩裂的位置.
西南极洲Pine岛冰川相关应力边界简单模型的模拟结果表明冰川末端冰堡减少(或消失)后,上游冰川流速加快及末端冰架融化能引起海平面快速上升1mm[5].
冰架裂解机制是促使冰架前缘快速崩裂的主要原因.
裂解是由于冰架表面融化导致冰架变薄、海水表面温度升高导致前缘形态变化、冰川冰流加速等共同作用的结果.
北266极地研究第20卷Larsen和Wordie冰架监测发现在1月温度0左右,或年平均温度-5时冰架容易受影响而快速崩解[6].
在罗斯(Ross)冰架下发现强潮汐作用会引起入海冰流加速,促使冰架前缘崩裂.
Fahnestock等利用地球资源卫星合成孔径雷达图像和卫星微波数据研究了南极半岛冰架表面的长期季节性融化过程,观测到冰架表面先于冰架崩裂而剧烈融化的现象,拉森冰架表面加速融化是促使拉森冰架日益变薄的主要原因[7].
但更令人感兴趣的是随着冰架表面融化的加速,菲尔希纳-龙尼(Filchner-Ronne)冰架冰流集水处增多却促使了冰架局部区域增厚[8].
冰架变薄另一原因是由于海洋变暖增强了冰架底部融化.
1.
2冰架底部冻融过程冰架前缘发生的冰山断裂,可以通过卫星遥感和航测资料进行.
冰架底部的融化和冻结直接观测就比较困难.
迄今为止,对冰架底部进行的直接观测仅有有限的几处,大都通过凿洞、钻孔或自然形成的冰裂缝进行.
冰架底部的冻融过程和冰架附近海域水团和南极海洋环流特征关系密切,由于直接进行冰架底部过程的观测存在一定的难度,通过冰架附近海域的海洋水文特征推测冰架底部的冻融过程成为重要的研究手段.
自挪威南极考察队进行威德尔海(WeddellSea)的水文测量开始,各国就陆续测量了南大洋各冰架水域洋流和水团特征、及其数量特性与分布特点、底部海水的锋区特征、大尺度洋流循环等要素[9].
揭示了冰架底部冰体的融化热量来自于南大洋的温盐水团,冰架底部融化形成的冷淡水团冲出冰架底部进入冰架外缘的海洋,成为海洋环流的重要的驱动因素.
数学模型一直作为了解海洋环流动态特征和水团变化特征的重要工具,在冰架和海洋相互作用的研究中用来推断冰架底部的现代过程.
最早建立南极冰架下温盐环流的二维模型,在数据量不足的情况下成功地模拟出冰架底部最大融冰速度出现在接地线区域、在菲尔希纳冰架底部达到1.
5ma-1和最低水温在冰架前缘剖面中出现等结果,与实测数据基本相符[10].
在将二维模型模拟结果数据集作为三维模型边界条件的基础上建立了菲尔希纳-龙尼冰架下的三维海洋环流模型.
模拟结果表明冰架下海底盆地存在气旋式环流,在表层存在反气旋式环流,这两种形式的环流分别引起冰架底层冰的冻结和融化,导致冰架厚度发生改变;洋流循环引起的这种冰架底部海洋冰的冻融模式非常吻合冰架底部海洋冰的分布特征.
模型还预报出在冰架前缘开放海域冰架的净融化量约为4050km3a-1[11].
通过建立简单底部边界层模型研究了20世纪80年代中期威德尔海氚、氟氯化碳的分布特征,指出威德尔海底部深层水与表层水交换不足导致通风状况不良,难以成为海底深层水的气源中心[12],随后依据19841998年威德尔海格林威治子午线附近断面的氟氯化碳含量数据推断了威德尔海洋流特征,得出了威德尔海东部深海氟氯化碳出现最大浓度的数学模拟结果及其成因.
在罗斯冰架下也成功地建立了相应的洋流循环模型进行冰海相互作用研究,模拟了罗斯海冰架下深水的扩散和下沉动力过程.
这些数学模型重点关注冰架作用下的海洋环流特征,没能定量地解决冰架底部融化(或冻结)的物质通量,建立多特征参数的冰-海界面模型或者海洋断面闭合模型应该是研究冰架底部物质通量的有效手段.
氦、氖等稳定性同位素经过海水中气体扩散参数的测定、海水与蒸馏水中的溶解性差异比较以及分离等特性研究之后,开始作为研究冰架的底部融水和冻结等动态过程的示267第3期唐承佳等:南极冰架研究现状与埃默里冰架研究展望踪剂[13].
除氦氖等稳定同位素之外,溶解氧、NO和PO也被尝试作为冰架溢出融水的示踪剂来进行洋流特征的研究[14].
冰架底部的冻融过程除了受海洋环流和水团特征影响,还与冰架下陆架地形、潮汐过程密切相关.
海底和冰底形状对冰架融化率以及环流的影响研究发现接地线附近冰架底部的坡度影响该区域的融化和冻结率.
但对整个冰架下的热盐环流影响不大.
海底地形的变化影响热盐环流的流型,特别是当冰架之下有海山时,会在内侧形成一个闭合的环流,将冰架前缘的入流处与接地线附近区域隔离开,阻挡高温水向接地线方向流动.
这样由于穿过冰架的热通量是向上的,冰架下的水体不断地损失热量,又得不到补充,可能出现冻结,使这一区域闭合或只留下一部分高盐海水.
Hemer等研究了埃默里冰架下的潮汐过程,发现对冰架底部的消融的影响因潮汐的作用方式和部位而异[15];Padman等证实了罗斯海和罗斯冰架空隙间的潮汐运动加速了冰架底部的消融过程[16].
冰架物质平衡过程研究手段多样,研究成果丰硕.
但在南极冰架的研究工作中,难以进行独立的冰架物质平衡研究.
原因之一是由于观测技术和测量手段的限制,南极冰架的界限几乎无法明确界定.
另外冰川向冰架输运的冰通量和冰架底部的冻融量的测量也是非常棘手的技术难题.
2冰架形态及其内部结构研究冰架稳定性是通过冰架形态及其内部结构特征来进行描述的.
无线电回声探测技术和地震学方法是研究冰架形态及其内部结构以及冰架底部界面信息的主要技术手段.
20世纪进行南极科学考察工作以来,无线电回波测深就成为南极冰川监测、冰盖的厚度探测和内部结构研究的现场高精度探测技术.
冰雷达探测能精确地确定冰架底部冻结区与消融区的分界线,雷达图像反映海水冰和内陆(冰川)冰在结构与性质上的差异,能让科学家了解到冰架内部结构的具体特征.
为了更加全面准确地了解南极冰盖的物质平衡及其动态变化过程,星载探测技术已经成为南极冰盖内部结构研究的主流技术.
2.
1探测技术的发展在无线电回声测深的基础上,英国南极局近年利用相位敏感雷达技术对南极冰盖内部的结构和冰架底部融化的速度进行探测,发现雷达反射波能清晰地揭示冰架内部的动态过程.
相位敏感雷达技术到达了对2km厚冰架厘米尺度变化进行观测的精度[17].
随着无线电探测技术的改进,近地探冰雷达新技术最近能以mm级的精度直接测量冰架底部消融量.
由于南极冰盖的广袤无垠和恶劣的野外监测环境,要进行长时间序列、全范围的探冰雷达实地测量,是不切实际的.
因此随着对地遥测技术的发展,多种星载观测技术用来进行南极冰盖探测.
如卫星热成影像用于观测南极冰架微地貌;激光高度计卫星(IceSat和定于2008年发射的CryoSa-t2)用来探测冰架接地线区域的精确结构;ASTER卫星连续的影像数据用于绘制冰川流速地图;卫星多通道微波辐射高度计和微波遥感影像数据用于研究冰面融雪水的时空变化特征等.
对冰体内部结构进行监测经常选用星载干涉测量技术,将它与反面控制模式结合可以推断冰架冰流动态特征.
星载干涉测量技术还是监测淡水冰和海水附着冰形变界限和268极地研究第20卷潜在特性研究的重要技术手段.
进入21世纪,基于卫-卫跟踪原理的GRACE重力卫星和CHAMP成功实施观测,达到了更高的空间分辨率和观测精度,所获得的时变重力场信息是定量分析南极现今冰川融增、冰川质量重新分布的时空变化的重要数据来源.
基于冰架内部结构的探测手段日益丰富、观测技术越来越先进,对冰架稳定性的了解也将更加准确.
2.
2冰架形态及其内部结构特征Stosius等在卫星激光高度计测量数据的基础上运用地统计学中的克里金插值方法建立了东南极洲埃默里冰架的数字高程,开创了冰架数字形态研究的先例[18].
进行凿洞和冰芯钻探是直接考察冰架内部结构不可替代的方法.
如今在南极洲的主要冰架上都进行过穿透冰架的钻探,对冰架内部结构、底部及其下覆海洋进行观测(如Ross冰架的icecoreJ9).
龙尼冰架凿洞研究证实了冰架中心区域存在厚层的底部附着冰[19].
埃默里冰架的热水钻项目凿洞结果分析表明埃默里冰架垂向结构主要由3部分组成:表面是降雪沉积的粒雪,中间最厚的部分是陆地(冰川)冰,底部是海洋附着冰.
邓世坤、孙波等采用探冰雷达精确确定了埃默里冰架测量点处降雪沉积粒雪层与底部海洋附着冰厚度,以及埃默里冰架底部消融区与冻结区的分界线大致位置[20].
冰裂隙是由于冰川冰流压力、冰架前缘和底部海域潮汐作用以及冰架自身重力等因素综合影响而发育的,是冰架内部结构的重要特征,也是衡量冰架稳定性的重要指标.
冰架底部的冰裂隙是普遍存在的,在接地线附近由于浮力和引潮力的作用,冰架常常发生断裂,形成大的冰隙,其高度一般可以达到总的冰层厚度的一半.
在冰川冰流的推动下,冰裂隙沿冰流方向被推到冰架的不同区域,并受冰架底部消融冻结过程和潮汐作用的影响继续发育.
因而从冰架上崩裂的大型平顶冰山也发现有大量的底部裂缝.
在冰架表面也发育大量的冰裂隙,主要是由于冰架冰流速度在不同时期和不同区域存在较大差异所致,同时全球气候变化也影响着冰架裂隙的扩散及其演化[21].
冰架裂隙的监测一般通过地面雷达和卫星观测数据并加以解译,这样可以减少冰架野外实地考察的风险[22].
冰架内部结构特征及其稳定性的研究运用了各种实地测量和星载遥感技术进行.
但受限于探冰雷达的实测剖面和星载遥感数据的解译及其精度,对南极各主要冰架的内部结构以及外部形态特征只有大致的了解.
要加深对冰架形态及其内部结构特征的认识,需要多设测量剖面,长期不断补充实地探冰雷达数据,同时需要继续提高对星载遥测数据的解译能力,充分利用先进的高精度遥测技术.
3冰架海底沉积物、海洋岩芯的沉积特征与冰架附近海域生态系统冰架底部海洋沉积物岩芯沉积特征是反演冰架搁浅线和冰架前缘的历史变迁的重要信息来源.
冰架附近海域生态系统是冰架与生物圈相互作用的场所,能对冰架的动态变化做出快速的响应.
研究冰架下覆海域生态系统结构变化是间接评估冰架动态变化的重要手段.
3.
1冰架海底沉积物及海洋岩芯研究利用冰架海底沉积物记录信息对比分析冰期和间冰期南极冰盖体边缘位置,发现大269第3期唐承佳等:南极冰架研究现状与埃默里冰架研究展望冰期时期冰盖扩张,间冰期为海洋的一些区域被冰架覆盖,这些区域的洋流循环受到限制从而促进了海底沉积物的堆积[23].
斯科特海床钻探到的海洋岩芯分析结果表明罗斯冰架在历史时期曾经完全快速融化过[24].
在罗斯海CapeHallett海湾获得的海底叠片岩芯记录了南极洲早全新世快速的气候变化,含硅藻的季候软泥层指示了早全新世(95009400BP)的变暖和开阔海域的环境特征;距今9400年前开始,罗斯海区域气候转冷,直到距今80007800年前,沙质泥沉积物表明了当地局部冰川的快速向陆退却,并有相应的潜流输入,同时形成过大量的季节性海冰;岩芯表层新堆积的沉积物是罗斯冰架20003000年来前缘崩裂和海洋环境变迁的结果[25].
Kolobov等研究了取自新拉扎列夫站冰架(NovoLazarevskayaiceshelf)下面的岩芯,结果指出这些岩芯沉积样品仅表现出现代滞流沉积环境特征[26].
岩芯独特的外形特征和样品的14C年代测定表明了全新世冰退期东南极洲Lazarev海自9500年前冰架开始退缩.
距今80002000年间的冰退造起了南极沿岸流偏转和流速降低,从而促使了具有细密纹理的沉积物形成[27].
运用地磁古强度测量技术和放射性碳定年技术测量拉森A冰架下采集的海底沉积岩芯,其年龄在10.
70.
5ka左右;岩芯中的数层含硅藻软泥指示该区域在全新世曾多次成为开放水域[28].
拉森冰架附近区域获得的海底岩芯的硅藻、碎屑和地球化学特征记录信息推断出目前拉森B冰架的崩坍达到了全新世以来空前的塌陷速度与范围[29].
拉森B冰架塌陷后在拉森C冰架前缘找到了记录全新世中期冰架退却信息的沉积岩芯[30].
Hemer等对南极东部埃默里冰架下沉积物样品的分析表明中全新世冰架至少后退过80km[31].
埃默里冰架海水冰、淡水冰交界面的放射性碳同位素年代学测定获得的海平面变化数据推断在距今1537012660年该地区冰架退却,在距今75707270年和72506950年的早全新世阶段海平面比现在海平面高8m,在中全新世冰川推进、晚全新世冰川退却[32].
南极半岛周边的海洋沉积记录也表明,西南极冰盖自第四纪以来发生过多次崩解和重建,导致了海平面升降达7m左右.
通过建立西南极冰盖在全新世的消退模式研究发现冰盖底部融水仅仅是引发冰盖消退的因子,在冰盖消退整个过程中贡献率并不大[33].
根据在西南极洲乔治V陆架钻取的5.
2m包括晚更新世和全新世时期四个沉积单元的沉积岩芯的分析,确定了早全新世南极半岛GeorgeVI冰架在距今9595年开始消融、距今7945年又逐渐形成,这一时期正是早全新世最暖时期[34].
说明当时南极半岛海洋、大气等变幅超过近几十年的观测值[35].
海洋沉积岩芯携带着丰富的南极冰盖历史变迁信息,由此反演出冰架在南极洲的发育过程以及南极洲局地区域的古气候环境特征.
3.
2冰架附近海域生态系统研究冰架延伸到海洋构成冰架下覆海域极端阴冷环境,其中微生物群落的结构和生态系统特征成为研究的重点,蓝细菌在这样的极端环境中占有优势地位[36],通过冰架底部附着海洋冰的有机酸成分分析其生态系统过程以及冰圈与生物圈的相互作用成为生物学和冰川学相结合的研究热点.
在冰架崩裂形成的冰间湖和冰架下的海域生态系统中生活着大量的浮游生物,对浮游生物的群落结构、物理结构、动力学特征、分类变化和初级生产力270极地研究第20卷的离子调控机制、季节性变化特征等多方面的研究表明,冰架附近海域生态系统中的浮游生物在与冰架的相互作用过程中对冰架动态变化的反馈强烈[37],并适当地调整其群落结构特征以及生产和营养消费模式[38].
由于冰架的塌陷,促进了海域浮游植物的初级生产力的增加,最近在冰架崩裂后的罗斯海海域发现了一些新的鱼类和一些阴冷环境的指示生物.
证实了冰架附近海域生态系统是海洋生态系统和极地冰冻圈的交错区,具备特有的生物多样性特征和重要的研究价值.
4我国在东南极洲埃默里冰架开展的研究工作及其展望中山站位于埃默里冰架附近,针对南极冰架的研究工作主要在埃默里冰架上开展.
我国冰架研究虽然起步较晚,但已经进行了多次埃默里冰架考察包括普里兹湾海域海洋断面调查.
在埃默里冰架组成结构、物质平衡、底部消融和冻结过程、冰架冰芯稳定同位素及其化学组成、埃默里冰架内部结构基本特征等方面取得了初步的研究成果.
4.
1冰架科学考察2002/2003年第19次中国南极科学考察首次进行了东南极洲埃默里冰架的现场调查.
在埃默里冰架及冰架外缘海域开展了冰和海洋要素的野外调查,获取了冰架探冰雷达、高精度的GPS、冰芯钻探以及冰架钻孔温度的数据,在冰架外缘海洋测量了LADCP、CTD的连续观测数据.
钻取到301.
8m冰架冰芯样品,包括了20m的海洋冰芯,是国际上少有的完整连续、可揭示冰架底部物质结构和成份的冰芯.
2003/2004年,中国和澳大利亚合作进行了埃默里冰架科学考察项目.
进行了探地雷达测冰,冰架厚度测定,南极冰雪的动态监测变化;高精度GPS现场观测等工作.
获取了埃默里冰架表面降雪累计速率;高精度GPS定位的高程数据;海洋观测着重研究冰架和海水间的物质交换过程的机制.
20072008第4次国际极地年继续通过开展国际合作、进行多学科交叉的科学考察活动,在极区建立全面系统的观测体系等平台的支撑下,埃默里冰架研究作为重要的研究内容之一.
继续侧重冰架底部的性质和现代底部过程、高精度GPS现场测量、探冰雷达实测埃默里冰架内部结构与底部形态、冰盖底部的水系与冰架底部附着海冰之间是否存在必然的作用机制等多方面的研究.
中国冰川学家基于实测数据和历史资料,掌握了埃默里冰架的温度、密度、氧同位素等垂向分布特征和附着海洋冰的结构特征,系统地估算了埃默里冰架物质收入与支出、冰架底部融化和冻结量,重新确定了冰架接地线的位置并重新计算了埃默里冰架的范围和面积.
4.
2研究展望未来几年针对埃默里冰架开展的研究工作重点关注以下几个方面.
(1)埃默里冰架底部附着冰研究:通过稳定同位素D和18O综合研究,了解冰架-海水分界面结冰的一些必要条件,了解冰架底部附着海洋冰的形成机制.
通过冰层晶体结构研究,了解冰架底部附着冰的形成过程,冰架底部的热力学作用.
了解冰架底部消融过程与冰架物质平衡观测研究.
在扫描电镜(SEM)下观测冰架冰芯附着冰中的微271第3期唐承佳等:南极冰架研究现状与埃默里冰架研究展望生物.
微生物是南极海水和海冰系统中一个重要的组成,构成所有其他海洋生物的基础食物链.
通过微生物学研究可以了解附着冰微生物的来源.
冰架、冰舌前端的沉积物相与冰物质动力学有关,冰架下沉积物沉积序列特征可以被用来重建外流冰体的运输机制和古环境,如冰盖、冰架的生长和消退.
从冰架深槽中获得的高精度海洋沉积岩芯,利用富含的有机碳进行14C定年.
(2)埃默里冰架内部形态特征以及底部过程研究:采用探冰雷达研究从冰盖、冰川进入埃默里冰架的冰量.
利用探冰雷达、重力卫星遥感数据和GPS实测数据确定冰流的基本特征.
并结合冰下凿洞和地震方法研究冰流运动形态(速度、方向和路径等).
冰架及其与大洋环流特征的相互作用研究,侧重研究冰架运动与洋底抬升后的港湾地形、外围摩擦力和潮汐特征之间的关系.
继续进行冰架海区的温盐环流和冰架水动力学特性观测研究.
通过同位素研究,对比附着冰、海水、冰架冰、海冰、接地冰等性质,了解附着冰的形成机制,通过微生物组成以及丰度研究不同时期海洋、海冰生态系统的演化过程.
实地观测继续进行高精度GPS现场测量、冰架冰面雷达探测以监测冰架形态及其内部结构动态变化.
在埃默里冰架和中山站布设23个地面自动气象观测站,并结合中国第24次南极考察布设的大气成分自动监测站数据对埃默里冰架进行冰雪-大气界面环境地球化学研究.
参考文献1DoakeCSM,eta.
lBreakupandconditionsforstabilityofthenorthernLarsenIceShel,fAntarctica.
Nature,1998,391:778780.
2FrickerHA,YoungNW,AllisonI,eta.
lIcebergcalvingfromtheAmeryIceShel,fEastAntarctica.
AnnalsofGlacio-logy,2002,34(1):241246,DOI:10.
3189/172756402781817581.
3BassisJN,ColemanR,FrickerHA,eta.
lEpisodicpropagationofariftontheAmeryIceShel,fEastAntarctica,Geo-physResearchLetters,2005,32,L06502,DOI:10.
1029/2004GL022048.
4RignotE,CasassaG,GogineniS,eta.
lRecenticelossfromtheFlemingandotherglaciers,WordieBay,WestAntarc-ticPeninsula.
GeophysicalResearchLetters,2005,32(7),L07502,DOI:10.
1029/2004GL021947.
5DupontTK,AlleyRB.
Assessmentoftheimportanceofice-shelfbuttressingtoice-sheetflow.
GeophysicalResearchLetters.
2005,32(4),L04503,DOI:10.
1029/2004GL022024.
6VaughanDG,DoakeCSM.
RecentatmosphericwarmingandretreatoficeshelvesontheAntarcticPeninsula.
Nature,1996,379:328331.
7FahnestockMA,AbdalatiW,ShumanCA.
LongmeltseasonsoniceshelvesoftheAntarcticPeninsula:ananalysisu-singsatellite-basedmicrowaveemissionmeasurements.
AnnalsofGlaciology.
2002,34:127133.
8JoughinI,BamberJL.
ThickeningoftheicestreamcatchmentsfeedingtheFilchner-RonneIceShel,fAntarctica.
Geo-physicalResearchLetters,2005,32(17):L17503,DOI:10.
1029/2005GL023844.
9FosterT,CarmackE.
FrontalzonemixingandAntarcticbottomwaterformationinthesouthernWeddellSea.
Deep-SeaRes,1976,23:301317.
10HellmerH,OlbersD.
Atwo-dimensionalmodelforthethermohalinecirculationunderaniceshel.
fAntarcticScience,1989,1:325336.
11GerdesR,DetermannJ,GrosfeldK.
OceancirculationbeneathFilchner-RonneIceShelffromthree-dimensionalmodelresults.
JournalofGeophysicalResearch,1999,104(C7):1582715842.
272极地研究第20卷12MenschM,BayerR,BullisterJ,eta.
lThedistributionoftritiumandCFCsintheWeddellSeaduringtheMid1980s.
ProgOceanogr,1996,38:377415.
13HohmannR,SchlosserP,JacobsS,eta.
lExcessheliumandneoninthesoutheastPacific:Tracersforglacialmeltwater.
JournalofGeophysicalResearch,2002,107(C11),3198,DOI:10.
1029/2000JC000378.
14RivaroP,FracheR,BergamascoA,eta.
lDissolvedOxygen,NOandPOastracersforRossSeaIceShelfWaterover-flow.
AntarcticScience,2003,15(3):399404.
15HemerMA,HunterJRandColemanR.
BarotropictidesbeneaththeAmeryIceShel.
fJournalofGeophysicalResearch,2006,111,C11008,DOI:10.
1029/2006JC003622.
16PadmanL,ErofeevaS,JoughinI.
TidesoftheRossSeaandRossIceShelfcavity.
AntarcticScience,2003,15(1):3140.
17Jenkins,Adrian,CorrHFJ,eta.
lInteractionsbetweeniceandoceanobservedwithphase-sensitiveradarnearanAn-tarcticice-shelfgroundingline.
JournalofGlaciology.
2006,52(178):325346.
18StosiusR,HerzfeldUC.
GeostatisticalestimationfromradaraltimeterdatawithrespecttomorphologicalunitsoutlinedbySARdata:applicationtoLambertGlacier/AmeryIceShel,fEastAntarctica.
AnnGlacio,l2004,39:251255.
19Engelhardt,HermannandJrgenDetermann.
BoreholeevidenceforathicklayerofbasaliceinthecentralRonneIceShel.
fNature,1987,327(6120):318319.
20邓世坤,孙波.
冰面雷达探测揭示东南极Amery冰架内部结构基本特征.
工程地球物理学报,2004,1(1):19.
21LarourE,RignotE,AubryD.
ModellingofriftpropagationonRonneIceShel,fAntarctica,andsensitivitytoclimatechange.
GeophysicalResearchLetters,2004,31(16):L16404,DOI:10.
1029/2004GL020077.
22DelaneyAJ,ArconeSA,OBannonA,eta.
lCrevassedetectionwithGPRacrosstheRossIceShel,fAntarctica.
Pro-ceedingsoftheTenthInternationalConferenceonGroundPenetratingRadar(IEEECat.
No.
04EX855),2004,2:777780.
23PolyakL,CurryWB,DarbyDA,eta.
lContrastingglacial/interglacialregimesinthewesternArcticOceanasexempl-ifiedbyasedimentaryrecordfromtheMendeleevRidge.
PalaeogeographyPalaeoclimatology,Palaeoecology,2004,203(12):7393.
24BrendaL,GeorgeH,DentonH.
Newrelativesea-levelcurvesforthesouthernScottCoast,Antarctica:evidenceforHo-locenedeglaciationofthewesternRossSea.
JournalofQuaternaryScience,1999,14(7):641650.
25FinocchiaroF,LangoneL,ColizzaE,eta.
lRecordoftheearlyHolocenewarminginalaminatedsedimentcorefromCapeHallettBay(NorthernVictoriaLand,Antarctica).
GlobalandPlanetaryChange,2005,45(13)(SpecialIs-sue):193206.
26KolobovDD,SavatyuginLM.
BottomsedimentsundertheNovolazarevskiyIceShel.
fPolarGeography&Geology,1983,6:267271.
27GingeleFX,KuhnG,MausB,eta.
lHoloceneiceretreatfromtheLazarevSeaShel,fEastAntarctica.
ContinentalShelfResearch,1997,17:137163.
28BrachfeldS,DomackE,KisselC,eta.
lHolocenehistoryoftheLarsen-AIceShelfconstrainedbygeomagneticpaleoin-tensitydating.
Geology,2003,31(9):749752.
29DomackE,DuranD,AmyL,eta.
lStabilityoftheLarsenBiceshelfontheAntarcticPeninsuladuringtheHoloceneep-och.
Nature,2005,436(7051):681685.
30CurryP,PudseyCJ.
NewQuaternarysedimentaryrecordsfromneartheLarsenCandformerLarsenBiceshelves,ev-idenceforHolocenestability.
AntarcticScience,2007,19(3):355364.
31HemerMA,HarrisPT.
SedimentcorefrombeneaththeAmeryIceShel,fEastAntarctica,suggestsMid-Holoceneice-shelfretreat.
Geology,2003,31(2):127130,DOI:10.
1130/0091-7613(2003)031.
32VerleyenE,HodgsonDA,MilneGA,eta.
lRelativesea-levelhistoryfromtheLambertGlacierregion,EastAntarctica,anditsrelationtodeglaciationandHoloceneglacierreadvance.
QuaternaryResearch,2005,63(1):4552.
33ThomasRH,BentleyCR.
AmodelforHoloceneretreatoftheWestAntarcticIceSheet.
QuaternaryResearch,1978,10273第3期唐承佳等:南极冰架研究现状与埃默里冰架研究展望(2):150170.
34PrestiM,DeSantisL,BusettiM,eta.
lLatepleistoceneandholocenesedimentationontheGeorgeVContinentalShel,fEastAntarctica.
Deep-seaResPTII,2003,50(89):14411461.
35BentleyMJ,HodgsonDA,SugdenDE,eta.
lEarlyHoloceneretreatoftheGeorgeVIIceShel,fAntarcticPeninsula.
Geology,2005,33(3):173176.
36delosRiosA,AscasoC,eta.
lMicrostructuralcharacterizationofcyanobacterialmatsfromtheMcMurdoIceShel,fAn-tarctica.
AppliedandEnvironmentalMicrobiology,2004,70(1):569580.
37FondaS,UmaniM,MontiA,eta.
lPlanktoncommunitystructureanddynamicsversusphysicalstructurefromTerraNo-vaBaytoRossIceShelf(Antarctica).
JournalofMarineSystems,2005,55(12):3146.
38SambrottoRN,MatsudaA,VaillancourtR,eta.
lSummerplanktonproductionandnutrientconsumptionpatternsintheMertzGlacierRegionofEastAntarctica.
Deep-seaResPTII,2003,50(89):13931414.
AREVIEWONSTUDIESOFANTARCTICICESHELVESANDADVANCESINCHINESERESEARCHONAMERYICESHELFTangChengjia12,LiYuansheng2,ChenZhenlou1,ZhouLiya3(1CollegeofResourceandEnvironmentalScience,EastChinaofNormalUniversity,Shanghai200062,China;2PolarResearchInstituteofChina,Shanghai200129,China;3SchoolofGeographicandOceanographicSciences,NanjingUniversity,Nanjing210093,China)AbstractAntacticiceshelvesareoneofthekeyregionsforunderstandingmechanismofclimatechangeinAntarcticaandpredictingglobalclimatechangesinthefuture.
Thispapersumma-rizedtheresearchworkonAntarcticiceshelvessincethe20thcenturies,whichincludedtheinteractionbetweentheiceshelfandtheocean,theconformationandcharacteristicsoficeshelvesandinteriorstructure,thesedimentarycharacteristicsofcoresfromseabedandtheevolvementofseaecologicalsystemneartheiceshelves.
AndtheadvancesinChineseresear-chesonAmeryIceShelfwerealsointroduced.
BasedonthefutureprogramofAntarcticaduring2007/2008IPY,ChineseresearchplanonAmeryIceShelfwaspresented.
KeywordsAntarctica,AmeryIceShel,fmarinesedimentcore,matterbalance274极地研究第20卷