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研究揭示千年尺度大气二氧化碳多模式变化
本文转自：中国科学报
本报讯（记者韩扬眉）崂山实验室研究员于际民团队结合深海酸度数据和冰芯二氧化碳记录，揭示了两极海域之间的交互作用通过多种模式调节大洋深海通风状况。这些模式可以解译千年时间尺度上深海碳储存和大气二氧化碳不同类型的演化历史。相关研究近日在线发表于《自然-地球科学》。位于青岛的崂山实验室是国家批准成立的海洋领域新型科研机构。
于际民团队利用底栖有孔虫壳体的硼/钙指标重建了反映海水酸度的碳酸根离子浓度，限定了过去15万年以来深海碳储存的演化历史。此外，对于千年时间尺度研究，一个艰巨的任务是获取具有可靠年代学的详细海洋重建数据，以便对海洋和冰芯记录进行可靠的比较分析。为此，该团队选定了位于北大西洋伊比利亚海域的一个沉积物岩芯进行系统研究。
该实验室获得的高分辨率记录显示，在冰阶时期，深海碳储存与大气二氧化碳变化呈现多模式演化方式。其中一个模式发生在大气二氧化碳大幅上升的冰阶期，如冰期终结期，其间的深海碳储存显著降低。由于冰阶期大西洋经向翻转环流（AMOC）很可能减弱，深海碳储库的降低可归结为南大洋通风增加。因此，该研究的新数据有力支持了南大洋物理生化过程对千年时间尺度大气二氧化碳的调控作用。
于际民指出，虽然他们选择了大西洋的一个岩芯以利用其高沉积速度和可靠的年龄模型，但所推测的南大洋通风增加很可能促进了印度洋和太平洋深海的碳流失，有助于解释这些冰阶期间观察到的大气二氧化碳大幅上升。
另一种模式发生在大气二氧化碳仅略微增加甚至下降的冰阶期，其间深海碳含量保持高位。在这些冰阶期，南大洋深水上涌、温度和海冰范围的变化可能导致深海碳释放。因此，研究人员推测在这些冰阶期间观察到的高深海碳含量是由于AMOC弱化促进了有机碳在海洋内部的积累所致。这一现象可有效提升海洋的生物泵效率，从而降低大气二氧化碳。
于际民表示，该研究所发表的酸度记录涵盖了一个完整冰期旋回里的各种类型冰阶，模型可以用来评估在不同气候条件下两极地区对深海通风状态影响的相对重要性，对未来碳循环及其气候耦合具有重要的科学和现实意义。
相关论文信息：
https://doi.org/10.1038/s41561-023-01297-x
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快照生成时间：2023-10-31 08:45:03
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