中国科学家发现多处洋底循环塌陷现象
南极底层水(AABW)覆盖了全球洋底的三分之二以上,其形成最近已经减少。然而,它的长期变化性还没有得到很好的理解。由中国科学院地质与地球物理研究所(IGG)邓成龙教授领导的研究人员和他们的合作者已经重建了AABW的历史,追溯到大约470万年前(mya)。
他们发现,AABW已经坍塌了几次,这种坍塌可能诱发了水分输送,从而助长了北半球的冰川运动。这项工作成果将于今天(2023年2月24日)发表在《科学进展》杂志上。
被调查的Fe-Mn结核及其年龄模型
这项研究是基于一个来自东太平洋的直径为36毫米(1.4英寸)的铁锰结核,位于海平面以下5050米(16568英尺)。该结核是由中国地质调查局广州海洋地质调查局采集的。
磁性扫描是提供精确测年结果的一个重要因素。"这是一个关键,尽管最终的测年是通过与10Be/9Be、金属Co的通量和天文调谐的整合获得的,"来自同济大学的梁毅博士说,他是该研究的第一作者,也是IGG/CAS的博士后。
邓教授说:"由于AABW是海底区域氧气的主要提供者,我们使用各种科学方法来确定Fe-Mn结核中金属积累与海洋氧化还原条件之间的关系。Ni、Mn和Cu含量被用来表示AABW的变化。"
东太平洋的AABW记录以及主要的AABW、NADW和NHG事件
这些结果显示,自大约3.4 mya以来,东太平洋的海水氧气经历了一个线性增长。这一趋势与南极冰盖(AIS)的观测结果一致,表明它们之间存在着共变关系。
将AABW记录与过去一百万年的其他地质记录相比较,研究人员发现海洋底层环流有冰川期的增强。这一观察意味着,当地球气候寒冷时,例如在过去的冰川期,大气中的二氧化碳可能被定期储存在深海中。
这些比较清楚地突出了七个海水含氧量低下的时间段,表明AABW的影响降低到了更低的水平。这些时期被称为AABW崩溃,并伴随着北大西洋深水区(NADW)的增强,以及NHG历史的关键阶段,如NHG变得强化或放大的时候。
尽管我们不知道对正在进行的AIS融化和AABW放缓会发生什么,但AABW崩溃可能在过去几次将地球拉入更恶劣的冰川气候。
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