古代海冰核揭示現(xiàn)代氣候變化

通過綜合海洋鉆探計劃從南極洲阿德利地提取的 170 m 海洋沉積物巖心記錄正在為海冰與氣候變化之間的復(fù)雜關(guān)系提供新的見解。

在發(fā)表在《自然地球科學(xué)》雜志上的一項(xiàng)新研究中，伯明翰大學(xué)的研究人員合作開展了一個國際項(xiàng)目，以確定過去 12,000 年海冰水平的波動如何與藻類大量繁殖和與厄爾尼諾現(xiàn)象相關(guān)的天氣事件相互關(guān)聯(lián)。

他們發(fā)現(xiàn)南極風(fēng)強(qiáng)烈影響海冰的破裂和融化，這反過來又影響海冰減少時藻類在地表水中迅速生長的水平。南極周圍水域藻類生長水平的變化非常重要，足以影響全球碳循環(huán)。

研究人員使用 CT 掃描(計算機(jī)斷層掃描)成像以及微化石和有機(jī)生物標(biāo)志物分析等技術(shù)，在年度時間尺度上檢查海冰與大型藻類生長“盛開”事件之間的關(guān)系。這些發(fā)現(xiàn)是與新西蘭、、法國、西班牙和美國的研究機(jī)構(gòu)合作產(chǎn)生的，跨越了整個全新世時期，并提供了這些關(guān)系的非常詳細(xì)的圖片，可以幫助預(yù)測未來的海冰、氣候和生物相互作用。

研究人員發(fā)現(xiàn)，在 4500 年前，幾乎每年都會發(fā)生藻華事件。然而，在 4500 年前，基線向不太頻繁的藻華和藻類生產(chǎn)類型轉(zhuǎn)變，隨著海冰水平迅速升高，藻華事件對厄爾尼諾南方濤動 (ENSO) 和其他氣候周期做出響應(yīng)。同一團(tuán)隊(duì)中的許多人最近的工作將此時海冰的擴(kuò)張與冰川退縮和羅斯冰架的發(fā)展聯(lián)系起來，羅斯冰架的作用是冷卻南極地表水以創(chuàng)建“海冰工廠”。

伯明翰大學(xué)地理、地球與環(huán)境科學(xué)學(xué)院的 James Bendle 博士是該論文的合著者。他說：“雖然近幾十年來北極氣溫上升與海冰融化之間存在明顯的關(guān)系，但南極的情況更為復(fù)雜。那是因?yàn)槟蠘O的某些地區(qū)正在變暖，但在某些地區(qū)，海冰一直在增加。由于海冰反射入射的陽光，不僅變暖效應(yīng)減慢，而且藻類也無法輕易進(jìn)行光合作用。氣候模型目前很難預(yù)測觀測到的南極海冰變化，我們的發(fā)現(xiàn)將幫助氣候研究人員建立更強(qiáng)大和更詳細(xì)的模型。”

他補(bǔ)充說：“我們觀察到的這些變化的條件和 ENSO 風(fēng)場之間的關(guān)系特別重要。我們知道厄爾尼諾現(xiàn)象會放大某些地區(qū)氣候變化的影響，因此任何將其與南極海冰聯(lián)系起來的見解都令人著迷，并且對未來海冰的長期消失可能如何影響南極水域的食物網(wǎng)以及這個全球重要地區(qū)的碳循環(huán)過程。”

新西蘭 GNS Science 的 Katelyn Johnson 博士是該論文的第一作者。她說：“雖然年復(fù)一年持續(xù)存在的海冰可以防止這些大型藻類大量繁殖的發(fā)生，但破裂和融化的海冰為這些藻類的生長創(chuàng)造了有利的環(huán)境。這些大型藻類‘盛開事件’發(fā)生在周圍，形成食物網(wǎng)的基礎(chǔ)并充當(dāng)碳匯”。

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