研究 “南极罗斯海阿德利企鹅和气候变化的45,000年记录”，作者：Steven Emslie、Larry Coats 和 Kathy Licht，发表于2007年1月《Geology》杂志。
动机 数百万年来，随着地球的冷却和变暖，南极洲的冰盖一直在扩张和收缩。这片覆盖近550万平方英里的冰冻大陆对全球气候施加着巨大影响，将阳光反射回太空，并冷却地球的大气和海洋。如果冰盖融化，全球气温将升高8至10摄氏度。然而，要准确测定南极冰架过去的扩张和收缩却一直很困难。地质学家可以通过对海洋沉积物的测年推断其大小变化，但这种方法并非总是准确。现在，北卡罗来纳大学威尔明顿分校的海洋鸟类学家Steve Emslie开发了一种追踪南极气候变化的巧妙方法：他已经挖掘并碳-14测年了南极洲保存完好的企鹅栖息地中45,000年以来积累的阿德利企鹅粪便、皮肤、骨骼、羽毛和蛋壳。由于这些鸟类只在没有冰的陆地上筑巢，它们古代巢穴的存在表明了冰川冰盖的退缩时期；它们的消失则表明冰盖的回归。
方法 从2001年开始，Emslie开始挖掘罗斯海（位于南极洲大陆与南大西洋交汇处的一个海湾）沿岸和岛屿上28个废弃和8个活跃的阿德利企鹅栖息地的遗迹。阿德利企鹅是两英尺高的鸟类，以磷虾、鱼类和鱿鱼为食，用小海滩鹅卵石筑巢，一个栖息地可能会被使用数千年。
由于南极洲干燥寒冷的气候能够保存企鹅的残骸，每个栖息地都会堆积大量的鸟粪，以及旧羽毛、蛋壳和骨骼，尤其是雏鸟的骨骼。“如果你挖进一个活跃的企鹅栖息地，沉积物会是漆黑、油腻、粘稠的——那就是正在腐烂的鸟粪和鹅卵石，”Emslie说。一旦栖息地被废弃，它就会干燥，沉积物会呈现出红褐色，这是由磷虾中的色素引起的。这些沉积物通常包含的不仅仅是碎片。“在一些地点，我发现了完整的企鹅木乃伊——我有一个已经一千年的了，”Emslie说。“就像一只被压扁的雏鸟，大部分羽毛都掉了，但皮肤和骨骼仍然干燥地连在一起。”
为了测定沉积物的年代，Emslie和他的同事们在每个地点测量了三个一平方米（约10平方英尺）的坑，然后以两英寸的间隔挖掘样本，向下挖一到两英尺，直到到达最初被占用时沉积的鸟类残骸的底部。研究人员通过在筛网中冲洗样本，然后对从每个层面提取的残骸进行放射性碳测年。（所有生物在活着的时候都会吸收碳-14，这是一种稀有的放射性同位素；它们死后，碳会以稳定的速率衰变。通过将样本放入质谱仪并计算剩余的碳-14原子浓度，研究人员可以估算出样本的年龄。）
Emslie发现，南极洲最古老的企鹅繁殖地位于罗斯海南部的希基角（Cape Hickey），其蛋壳可追溯到43,000至27,000年前，而附近的一个换羽地点则发现了两个超过44,000年的羽毛。这表明当时海洋是开放水域。在接下来的14,000年里，冰架不断扩张，直到大约13,000年前最后一个冰河时代结束时才开始再次退缩。大约8,000年前，阿德利企鹅回到了罗斯海沿岸，建立了新的栖息地，直到两个凉爽时期——大约5,000至4,000年前和2,000至1,100年前——迫使它们放弃了大多数筑巢地点。只有位于无形岛（Inexpressible Island）的一个栖息地在过去7,000年里似乎一直被持续占用。另一个位于罗斯海北部阿德利角（Cape Adare）的栖息地是南极洲最大的活跃阿德利企鹅栖息地；那里有超过15万个巢穴，已有2000年的历史。
意义 “企鹅栖息地随着气候变化在罗斯海时隐时现，”Emslie说，这项研究“为开放水域何时出现提供了更精确的绝对日期，这是我们第一次能够做到这一点。”在此项工作之前，地质学家并不知道罗斯冰架究竟何时开始扩张。多亏了Emslie的企鹅发现，“我们现在知道，这一定是在27,000年前之后发生的。”冰岛大学雷克雅未克分校的冰川地质学家Ólafur Ingólfsson说，这些结果也对当今的气候变化有着深远的影响。“我们对南极洲环境变化的快速性知之甚少，”他说，然而“南极洲发生的事情将像涟漪一样扩散到全球系统。”Emslie的数据现在将使地质学家能够校准过去气候变化的模型，从而做出更好的气候预测。“Steve所做的事情绝对是才华横溢，”Ingólfsson说。
