早始新世出现了多次短暂温室气体驱动的全球变暖事件(“超热事件”),这些事件与深海温度升高(2-4°C)、海底碳酸盐溶解和碳同位素(δ13C)负偏移有关。超热事件与海洋翻转环流变化的关系,对理解“超热事件”驱动机制和反馈以及深入了解环流对气候变暖敏感性非常重要。
加州大学河滨分校的一项研究提供了古新世-始新世气候最佳期(约53.26至49.14百万年前)深赤道和北大西洋的高分辨率底栖有孔虫稳定同位素(δ13C和δ18O)记录。结合南大西洋和太平洋的现有记录,发现赤道大西洋深海的超热事件期间δ13C偏移量持续放大。研究人员将这些观测结果与中等复杂地球系统模型(cGENIE模型)的结果进行比较,证明这种δ13C偏移是全球变暖引起的海洋翻转环流变化结果。研究显示,超热事件期间大尺度海洋翻转循环出现短暂的减弱,大西洋经向水团老化梯度增强,赤道到北大西洋负δ13C偏移幅度放大。基于模型—数据的一致性结论认为,始新世超热事件与全球翻转环流的反复减弱同时发生。不考虑海洋环流对δ13C漂移的影响将导致对超热事件的碳释放量的错误估计。
研究结果与对未来气候变暖下大西洋翻转强度下降的预测一致。这一研究对于理解过去气候变化对海洋环流的影响提供了重要线索,也为预测未来气候变化下的海洋环流变化提供了科学依据。(张灿影 编译;熊萍 责编)