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研究称深海潜藏的碳改变了古代气候变化

  一百万年前,长期持续的冰期与暖期交替的气候格局出现了巨大的变化,冰期突然变得更长、更强烈。科学家们一直怀疑这与一个关键的大西洋洋流系统变慢有关,而如今,这一系统再次开始放缓。4月8日每日科学网站报道,《自然?地球科学》(Nature Geoscience)刊载“大西洋深海碳储存与10万年冰期旋回的兴起”(Deep Atlantic Ocean carbon storage and the rise of 100,000-year glacial cycles)一文,对大西洋洋底沉积物的一项新研究直接将这种放缓与大量的碳积聚联系起来,而这些碳正是从空气中被吸收进深海的。这个洋流系统全速运转时,这些碳很快就会从海水渗出到大气中,但是在这段剧变的时期,碳在深海沉滞了下来。这一结果表明,碳的减少对地球有冷却作用——这与我们现在所经历的、由于人类向大气中排放碳而导致的温室效应正好相反。但如果洋流继续放缓,我们就不能指望它帮忙储存我们的碳排放了,甚至还有可能起到反作用。

  科学家们瞄准了一个被称为大西洋经向翻转环流(AMOC)的洋流系统。它在海洋表层附近向北流动,将赤道地区温暖的咸水带入格陵兰岛以及北欧附近的高纬度地区。在这里,这些温水与来自北极的冷水相遇,密度增加,于是携带着从大气中吸收的大量碳一起沉入深海中。之后,深海水向南回流,大部分回到南部海洋中,并将碳释放到大气中。这一过程持续几十年甚至几个世纪。研究者分析了南大西洋与北大西洋的深海沉积物岩芯,从而得到了结论,因为在远古时期,深海水从这里经过时在微生物的外壳上留下了能够揭示其化学成分的线索。他们的分析证实了2014年的研究,该研究结果显示AMOC在95万年前减弱了,而且持续时间异常之长,减弱程度也前所未见。正因如此,深海水比以往冰期时多积攒了约500亿吨碳,相当于今天全球海洋所吸收人类碳排放总量的1/3。

  诸多观点中,有一种得到了本研究团队的支持:在北部地区,冰川重复形成,并最终将陆地上的一切带到岩床上。而之后的冰川就能够快速吸附于岩床并且更加膨胀,最后形成冰山排放到海洋中。这一过程给AMOC带来了更多淡水,使其密度降低,最终无法下沉。另一方面,南极洲的冰也会增加并形成更多的冰山,使海水温度降低、含盐度下降,反过来又会促使更多海冰形成。理论上讲,这会覆盖海洋表面,阻止深海水上浮并释放碳。但如果确实如此的话,研究人员尚不清楚是什么启动或结束了这些过程,这是一个类似鸡生蛋还是蛋生鸡那样的问题。

  如果AMOC现在继续减弱,能够沉入北方深海的含碳海水可能会越来越少,同时,在南方海洋,已经被带入深海的碳可能通畅无阻地不断排出。结果是,碳将继续在大气中积累,而不是在海洋中。

  延伸阅读:https://www.sciencedaily.com/releases/2019/04/190408114020.htm(《气候变化动态》编译报道)

 
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