桑大学领导的一项国际研究表明,北大西洋的深海流在上一个冰河时代的两个极其寒冷和经过充分研究的时期保持活跃。这些新发现挑战了长期存在的气候模型,并表明当时地球的深海系统比曾经想象的更稳定。这项研究可以帮助改善未来的气候预测。我们星球的海洋在气候调节中起着核心作用,而深海——从地表以下几百米开始——调节着地球的长期气候演化。海洋的这一部分在很大程度上与大气隔絕,只有当地表水冷却并变得如此密集,以至于可以沉入深处时,海洋才会被冲刷。这种情况发生在北大西洋和南极洲周围,因此这些深水形成区控制着大型深海储层和我们稀薄的大气层之间的热量、二氧化碳等温室气体和氧气的交换。北大西洋深水(NADW)的连续形成是全球海洋环流中的一个关键过程,可与在世界各地输送热量、盐、营养物质和二氧化碳的巨大传送带的作用相媲美。这个过程是大西洋子午线翻转环流(AMOC)的一部分,它对北半球的气候产生了重大影响。
这些主要洋流的减弱可能会大大改变大陆的生活条件,可能会使区域温度升高或降低几十摄氏度。因此,了解和建模海洋中深水的动态对于为这种变化做准备至关重要。
为了理解未来的这些转变,科学家利用过去气候非常不同,深入了解海洋和气候之间的当前和系统相互作用。在洛桑大学(UNIL),一个科学家团队研究了最后一个冰河时代——大约在2万年前达到顶峰——并追溯了地球的深海洋流。他们的结果已经发表在《自然地球科学》上。
他们表明,与之前的想法相反,深海水的流动路径在此期间保持相对稳定,极端寒冷和大量冰层覆盖。这一发现挑战了早期的假设,即海洋环流在历史的这个时刻发生了巨大变化。
研究结果表明,在冰川条件下,深水形成比之前假设的更持久。“然而,我们必须小心,不要简单地与当前情况进行比较。这篇文章的第一作者、洛桑大学地球科学与环境学院以及GEOMAR亥姆霍兹基尔海洋研究中心(德国)研究员Patrick Blaser解释说:“我们今天看到的由人类活动引起的变暖确实要快得多,冰块比2万年前小得多。”“这项研究表明,我们仍然没有完全了解冰河时代海洋和气候系统之间的相互作用。因此,用于此类古重建的地球系统模型存在重大缺陷。”
研究人员主张在这一突破的基础上开展新研究,以更好地了解过去的气候机制,并纠正未来的气候预测。“如果我们要正确理解过去、现在和未来的自然现象,并应对未来的挑战,这项工作是必不可少的。”
为了重建两万年前的洋流,研究人员结合了海洋沉积物的五个不同指标,包括钕、氧和碳的同位素比,以及放射性碳和微生物外壳中的化学成分。他们的方法可以与交叉参考几个证词来观察同一场景进行比较。这种多代理分析使得有可能以比以前更高的信心和细节重建水团的起源及其循环(尽管它们移动的速度更难限制)。这导致作者质疑北大西洋的海洋环流在上一个冰河时代突然停止的想法。