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地理与海洋科学学院胡镕博士等在冰期67777.com

文章作者:产品测评 上传时间:2019-11-10

这项研究得到国家重点研发计划项目(2016YFA0600503)、英国环境研究委员会、中国博士后科学基金(2017M620201)和国家留学基金等联合资助,论文的第一作者和通讯作者胡镕博士现为地理与海洋科学学院博士后研究人员,从事地球环境演化的研究。

肉眼下细沙子般大小的颗粒,居然是一种叫作有孔虫的海洋动物;显微镜下,有着规律的美丽色彩和花纹。5月12日,在西安雁翔路的中科院地球环境研究所样本观察室内,记者看到了神奇的有孔虫化石样本。

论文链接: https://www.nature.com/articles/s41467-018-07079-z

记者张潇实习生邹敏勾达书

间冰期-冰期太平洋环流模式对比

67777.com,世界上有四大洋,这次的研究为何选择大西洋?这是因为大西洋的海水是大洋环流的重要环节,可以说是大洋环流的发动机。“在不同的纬度,同一时间这几个点测出的碳含量并不一样。这个差别和当时大气里面二氧化碳减少的量紧密联系。最重要的是,海洋里增加的碳量和大气中减少的二氧化碳数量级是一致的,都在500亿-600亿吨左右。”研究结果表明,mis5-4过渡期,大西洋深部海水碳储量增加了至少~500亿吨,其量级与同期大气丢失的~600亿吨碳基本相当。结合模拟结果,该研究进一步发现这些增加的碳与大西洋经向反转环流变浅作用密切相关。这对于理解冰期-间冰期尺度碳循环机制及其对气候变化的影响具有重要意义,也有助于深入认识全球变暖情形下大气和海洋之间复杂的相互作用。

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地球温度的变化十分缓慢,却也有一定的规律,备受关注的全球气温是会持续升高还是趋于稳定或是受到自然调节而降下来?这需要通过研究历史来预测趋势。而研究清楚海洋-陆地-大气之间的碳循环,无疑将人类对大自然的认知度推进了一大步。

太平洋深水是地球表层系统中最大的可与大气交换的碳库。在冰期-间冰期时间尺度上,我们对太平洋深水环流的变化历史和它对大气二氧化碳浓度的影响知之甚少。浮游有孔虫表面铁锰氧化物组分的Nd同位素(以下简称有孔虫Nd同位素)是示踪深水环流的常用指标。基于该载体的太平洋深海沉积物表层样与海水Nd同位素组成的吻合度相当高,说明了这个载体在太平洋的适用性,能够记录太平洋深水的Nd同位素组成。同时,有孔虫Nd同位素与海水磷酸盐浓度的强相关性揭示了Nd同位素组成在太平洋深水的分布主要是来自南大洋的贫143Nd的水团在向北运移的过程中逐渐被上部海洋颗粒下沉矿化释放富143Nd的信号所改造而成。因此,空间上Nd同位素的梯度变化与太平洋深水转运时间密切相关。通过汇总现有的过去16万年太平洋有孔虫Nd同位素记录,胡镕博士及其合作者归纳出空间上两种不同类型的Nd同位素演化模式。位于水深3 km左右的西南太平洋和东赤道太平洋的Nd同位素记录的差异在冰期明显减小,反映了太平洋深水环流加快。不同于大西洋冰期深水碳库的增加可能主要是由深水环流变缓所致,冰期太平洋深水环流的特征表现为比间冰期速度变快而通风更差。因此,他们推断冰期太平洋深水碳库扩大的主要驱动机制与大西洋不同,可能为生物泵效率增强和高纬海气交换减少等。

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近日,《自然通讯》(Nature Communications)在线发表了我校地理与海洋科学学院胡镕博士等的研究论文“Neodymium isotope evidence for glacial-interglacial variability of deepwater transit time in the Pacific Ocean”。这项成果以浮游有孔虫壳体钕同位素为主要研究手段,从新的角度出发,利用空间上Nd同位素记录的变化梯度首次定量重建了距今16万年以来的太平洋深水转运时间,揭示了冰期-间冰期太平洋深水环流与大气二氧化碳浓度变化的关系,是古海洋古气候领域的一项重要研究进展。

“你知道吗?这样的小生物忠实地记录着海水里的碳含量变化,就是通过研究有孔虫化石,我们发现了七万年前大气中那些消失的二氧化碳究竟去了哪里。”西安中科院地环所金章东研究员介绍说。

(地理与海洋科学学院 科学技术处)

七万年前的海洋二氧化碳值如何测量

“七万年前的暖期与现在我们正在经历的暖期,有比较类似的状况。暖期发展到一定阶段,可能会出现大洋存储大气二氧化碳的现象。”金章东表示,虽然地球的气候变化十分复杂,但是它本身有自己的调节机制。他希望此项研究成果能对未来全球大气二氧化碳的去向和气温变化作出了新的预测和解释。

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