《Nature Geoscience:现代南极绕极流的晚中新世爆发》

  • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
  • 编译者: liguiju
  • 发布时间:2024-09-08
  • 南极绕极流对全球翻转环流、海洋热量和CO2产生强烈影响,在全球气候变化中发挥着举足轻重的作用。然而,南极绕极流何时以及如何达到现代特征仍存在争议。

    巴塞罗那大学展示了过去3100万年西南太平洋和南印度洋沉积物岩心中的钕同位素记录。数据表明,在中新世晚期冷却之前,像今天这样的环极流并不存在。这些发现表明,均匀且深入的强烈南极绕极流的出现并不仅仅与始新世-渐新世过渡期间引发大陆规模南极冰盖扩张的南大洋门户的开放和加深有关。相反,研究认为除了构造之外,中新世中期气候转变(~14 Ma)以来南极冰盖和海冰的扩张发挥了至关重要的作用。这导致了更强的密度对比和南大洋上的南西风增强,形成了强烈的深层环极流和增强的全球翻转环流,从而加剧了新生代晚期的全球变冷。

  • 原文来源:https://www.nature.com/articles/s41561-023-01356-3
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    • 编译者:liguiju
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    • 南极绕极流(ACC)代表世界上最大的洋流系统,影响全球海洋环流、气候和南极冰盖稳定性。如今,ACC动力学由大气强迫、海洋密度梯度和涡流活动控制。而古海洋重建显示更新世冰期-间冰期旋回中ACC位置和强度的区域异质性,ACC的长期演变鲜为人知。阿尔弗雷德·韦格纳研究所(AWI)亥姆霍兹极地和海洋研究中心主导的一项研究记录了南太平洋沉积物岩心ACC强度的变化。 研究结果发现自530万年前(Ma)以来ACC强度并没有显示出与全球冷却和冰量增加同步的长期线性趋势。相反,研究观察到百万年时间尺度上的逆转,从上新世全球冷却期间ACC强度增加到随后随着早更新世进一步冷却而减少。ACC状态的这种转变与南大洋的重新配置同时发生,南大洋的重新配置改变了ACC对大气和海洋强迫的敏感性。研究者还发现ACC强度的变化与地球轨道偏心率的约40万年周期密切相关,可能源于与热带太平洋温度变化相关的南太平洋急流的进动变化的调节。冰川期ACC流减弱、蛋白石沉积向赤道移动和大气CO2减少之间的持续联系在中更新世过渡期(MPT)首次出现。最强的ACC流发生在上更新世比现在温暖的时期,这提供了随着未来气候变暖可能增加ACC流的证据。(熊萍 编译)
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    • 编译者:liguiju
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    • 根据不列颠哥伦比亚大学(University of British Columbia)的最新研究表明:古老的水下多次火山喷发遗留在海底的物质有助于更好地了解母火山喷发的规模、危害和气候影响。陆上和海底环境中火山沉积物的结构可以用来定量研究火山爆发的动力学,包括喷口来源和环境条件,这项研究还提供了喷发强度、喷流高度以及与阶地沉积物有关的沉积波频率和振幅的最小值。有助于人们预测这些形成破火山口的喷发过程中危险的演变,并了解类似事件对气候的影响非常小。这项研究成果发表在《Nature Geoscience》杂志上。 大约3600年前,爱琴海南部一座半淹没火山的爆发摧毁了圣托里尼岛,向大气中注入了灰烬、岩石和气体,并在海底阶地上沉积了数公里的沉积物。这场灾难性的火山爆发传统上都与气候的突然变化有关。但最近的水下火山爆发对气候的轻微影响,如2022年的Hunga Tonga Hunga Ha’apai火山爆发,使这一理论受到质疑。 在大规模火山喷发过程中,火山喷发柱以火山灰、岩石和气体的喷流形式穿过浅海,上升数十公里进入大气层。但这些物质究竟是如何被输送到海面或地面的,目前尚不清楚。为了解决海底火山喷发与气候的关系,研究人员分析了圣托里尼火山口周围的同心阶地,这些阶地历史上被称为米诺安火山喷发。他们发现,阶地宽度随着与喷口距离的增加而减小。为验证浅层海底喷发期间,火山喷流周围周期性坍塌的沉积波是否会在影响水面的地方传播,研究人员将粒子注入浅水层,以模拟米诺斯海底喷发。实验证明,浅水喷发引起的波可以撞击并在海面传播,产生海啸,也可以冲刷海底,这取决于喷发强度和水深。阶地沉积物记录了喷发过程、沉积波的大小以及它们如何与水和海底相互作用。 这项研究影响将指导下一代水火山气候模型的研究。(李亚清 编译)