永久冻土是指至少连续2年保持在0℃或以下的土石层。陆地永久冻土的分布很大程度上受宏观气候和地貌因素的制约。相比之下,因海底测绘高分辨率有限(水平分辨率<10米)导致海底测绘不完整,尤其在高纬度地区,海底永久冻土的分布和状态在很大程度上是未知的。这些数据缺口限制了用地球系统模型预测海底永久冻土融化对未来影响的能力。目前的海底测绘图表明海底永久冻土仅限于波弗特海、西伯利亚海和拉普捷夫海。近期,加拿大研究人员提供了加拿大亚北极地区海底永久冻土层与海底地下水排放有关的证据,表明世界海底永久冻土范围可能被低估。
研究发现,在拉布拉多沿岸流的影响下,拉布拉多沿岸(北纬56°)存在不连续的海底永久冻土带。高分辨率测深数据揭示了Nain
Nunatsiavut沿海海底存在的海底冰溶环境,2022年7月在该海床水深27米处发现了富含冰的沉积物样本。孔隙水分析表明,由于海底地下水渗出的水温(0°C)高于海水(-1.8°C),地表冰可以在沉积物中持续存在。海底永久冻土地貌的形成和保存的原因是拉布拉多沿岸流的冷水进入沿海地区,并在一年中的大部分时间保持在0℃以下。因此,拉布拉多沿岸海底永久冻土地貌的证据和北半球寒冷底层水的分布表明,海底永久冻土很可能保存在亚北极地区的其他地方,特别是在新鲜的海底地下水渗流提高了冰点温度的地方,这凸显了对海底永久冻土的潜在低估。至少在局部环境中,可以找到海底永久冻土,最南可达加拿大东部的亚北极Nunatsiavut(北纬56°)地区。研究结果还表明,拉布拉多沿岸流(LLC)的寒冷底部水域使得冻土在这种环境下得以形成和保存。
研究提高了人们对海底永久冻土分布的正确认识,为海底永久冻土的研究提供了重要依据。相关研究成果发表于《Nature Geoscience》[1]。
[1] Evidence for Subsea Permafrost in Subarctic Canada Linked to
Submarine Groundwater Discharge