古代海冰核心的提取 揭示海冰与现代气候变化的复杂关系

    来源: 赢家娱乐

      通过综合海洋钻探计划从南极洲阿德利地提取的 170 m 海洋沉积物岩心记录正在为海冰与气候变化之间的复杂关系提供新的见解。

      在《自然地球科学》发表的一项新研究中,来自伯明翰大学的研究人员合作开展了一个国际项目,以确定过去12000年间,海平面的波动与藻类增殖和与厄尔尼诺相关的天气事件之间的关系。

      他们发现南极风强烈影响海冰的爆发和融化,这反过来又会影响当海冰减少时能够在地表水快速生长的藻类的水平。南极周围水域藻类生长水平的变化非常重要,足以影响全球碳循环。

      研究人员使用 CT 扫描(计算机断层扫描)成像以及微化石和有机生物标志物分析等技术,在年度时间尺度上检查海冰与大型藻类生长“盛开”事件之间的关系。这些发现是与日本、新西兰、法国、美国和西班牙的研究机构合作完成的,涵盖了整个全新世,并对这些关系进行了非常详细的描述,有助于预测未来的海冰、气候和生物相互作用。

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      研究人员发现,在 4500 年前,几乎每年都会发生藻华事件。然而,在 4500 年前之后,基准线转向不太频繁的藻华和藻类生产类型,随着海冰水平迅速升高,藻华事件对厄尔尼诺南方涛动 (ENSO) 和其他气候周期做出了响应。同一团队的许多人最近的工作将此时海冰的扩张与冰川退缩和罗斯冰架的发展联系起来。冷却南极地表水是罗斯冰架的作用,这样一来就创建了一个“海冰工厂”

      伯明翰大学地理、地球和环境科学学院的詹姆斯·本德尔博士是该论文的合著者。詹姆斯·本德尔博士说:“虽然北极近几十年来的气温上升和海冰融化之间有着明显的关系,但南极的情况更为复杂。这是因为南极的一些地区正在变暖,但是一些地区的海冰正在增加。由于海冰反射进来的阳光,不仅变暖的效果减缓了,而且藻类也不能如此容易地进行光合作用。目前,气候模型很难预测观测到的南极海冰变化。我们的发现将有助于气候研究人员建立更可靠和详细的模型。”

      他补充道:“我们观察到的这些变化条件和ENSO风场之间的关系尤其显著。正如我们所知,厄尔尼诺放大了气候变化在某些地区的影响,因此任何将这与南极的海冰联系起来的观点都是令人着迷的,并将对海冰的长期消失如何影响南极水域的食物网络和这个重要的全球地区碳循环过程产生影响。”

      新西兰 GNS Science 的 Katelyn Johnson 博士是该论文的第一作者。她说:“虽然年复一年持续存在的海冰可以防止这些大型藻类大量繁殖的发生,但破裂和融化的海冰为这些藻类的生长创造了有利的环境。这些大型藻类‘盛开事件’发生在大陆周围,形成食物网的基础并充当碳汇。”

      “与北极气温上升导致海冰减少不同,南极的关系不太清楚,对初级生产力的后续影响也不太清楚。我们的新记录提供了一个更长期的观点,即海冰和像ENSO这样的气候模式如何影响这些水华事件的频率,从而使气候建模者能够建立更稳健的模型。”

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