最新研究揭示南极海冰对全球大气二氧化碳的关键调控机制

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	最新研究揭示南极海冰对全球大气二氧化碳的关键调控机制
	张树良
	2014-06-15
所属快报	地球科学快报
出版年	2014
期	12
语种	中文
领域	地球科学
栏目	大气科学
中文关键词	南极海冰 ; 二氧化碳 ; 机制
中文摘要	迄今为止，在冰期—间冰期时间尺度海洋调控大气CO2的真正机制是科学界尚未破解的重大难题之一。科学家认为因地球运移轨道变化所导致的地球所接收的太阳能减少并不能全面解释末次盛冰期的成因。
情报分析_信息发布时间	41792
情报分析_信息来源性质	期刊
情报分析_信息来源期刊	《美国国家科学院院刊》
情报分析_信息来源国家	美国
情报分析_信息类别	前沿研究动态
情报分析_研究主题	南极海冰对全球大气二氧化碳的关键调控机制
情报分析_研究内容	为揭示末次盛冰期地球所经历的长达200年之久的气候剧变的内在机理，美国麻省理工学院、普林斯顿大学和加州理工学院联合研究小组首次专门就与此次事件相关的大量离散于海洋、大气及冰盖中的信息之间的关联性展开研究。研究小组采用海洋物理学与数学建模相结合的新方法，为该科学难题的破解开辟了新路径。海洋作为地球气候强有力的调控者，历经数千年的演化，蕴藏了大量的有机碳，并避免其以CO2形式向大气释放。同时，海水还通过碳循环以及分布在其表面的微生物的光合作用吸收大气中的CO2。此次研究之所以聚焦南大洋即环南极洲海域，是因为该海域是全球碳循环的关键组成部分，它是连接大气与深海的通道。受极地东风带驱动的南极绕极环流使得南大洋成为实现深海碳循环（通过海洋最深处富碳海水上升至洋表）的最理想环境之一。现代南大洋有拥有极大的碳循环潜力：深部的富碳海水持续不断地同上层海水相混，并且该过程因洋流同深部洋脊的作用而加强。但在末次盛冰期，永久性海冰覆盖面积超过了南大洋面积，因而扩展的海冰如何影响南大洋与大气之间交换CO2的过程成为科研人员最关心的核心问题。利用南极绕极环流数学模型，研究人员计算出了末次盛冰期被海冰封存的海水总量。结果令人震惊：海冰覆盖了深海同大气交换CO2的唯一通道，自从南大洋深部海域被海冰封闭，南大洋中的CO2就再也没有向大气释放。研究同时揭示了海冰变化与海水大规模重新配置之间的关联。伴随海冰的不断扩展，更多的上流深部海水重新回流至海洋深部。南大洋深部海水形成一个规模更庞大的中层及深层海洋，从而使得上层海水与深部海水之间的界限升高，由此，深部富碳海水失去了同上层海水之间的联系，最终导致深部海水与大气之间的碳交换减弱，进而使得海洋碳储集进一步增多。因此，研究人员认为，“南大洋被海冰‘窒息’”可以解释末次盛冰期大气CO2含量显著下降的现象。该研究不仅首次揭示了海冰扩展同与大气隔绝的海水增加之间的动态关联（二者一直被认为是相互独立的事件），成功解释了末次盛冰期全球大气CO2含量极低的原因，而且更重要的是，据此可以得出进一步的结论：不只是末次盛冰期，在古气候记录中，最近的4次冰期均发生了与之相同的过程。研究人员强调，这并不意味着每次冰期所导致的大气CO2含量下降幅度是相同的，而是表明在同一时期所有同时发生的事件之间必定是密切关联的，如果不同事件之间的关联效应在冰期开始就存在，那么这些关联事件就会以相同的速率发生。该研究项目得到美国科学基金会（NSF）的资助，相关研究成果发表于2014年6月2日出版的《美国国家科学院院刊》。
参考文献	[1] Solving the puzzle of ice age climates: Southern Ocean and explanation for 'Last Glacial Maximum'. http://www.sciencedaily.com/releases/2014/06/140602160001.htm; [2] Antarctic sea ice control on ocean circulation in present and glacial climates. PNAS, 2014, doi: 10.1073/pnas.1323922111.
文献类型	快报文章
条目标识符	http://119.78.100.173/C666/handle/2XK7JSWQ/178004
专题	地球科学
作者单位	中国科学院兰州文献情报中心
推荐引用方式 GB/T 7714	张树良. 最新研究揭示南极海冰对全球大气二氧化碳的关键调控机制. 2014.

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