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冰期海-氣碳收支研究獲進(jìn)展

作者: 2016年02月15日 來源: 瀏覽量:
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大氣CO2含量在最近150年內(nèi),從~300ppm增加到~400ppm。這些增加的大氣CO2是否為全球變暖的元兇,還存在著諸多爭論。過去海-陸-氣之間的碳收支是認(rèn)識大氣CO2在氣候變化中所起作用的一把鑰匙。約7萬年前,即深海氧同位

  大氣CO2含量在最近150年內(nèi),從~300 ppm增加到~400 ppm。這些增加的大氣CO2是否為全球變暖的元兇,還存在著諸多爭論。過去海-陸-氣之間的碳收支是認(rèn)識大氣CO2在氣候變化中所起作用的一把鑰匙。約7萬年前,即深海氧同位素階段4和5的過渡期(MIS 4-5),是地球氣候進(jìn)入冰期的一個重要轉(zhuǎn)折期。在約一萬年的過渡期間,海平面下降了60多米,大氣CO2降低了約30 ppm,相當(dāng)于有~60 Gt(1Gt = 1*109噸)從大氣中丟失了。那么,該過渡期大氣中的碳到底去了哪里,至今仍舊是一個謎。

  由澳大利亞國立大學(xué)于際民領(lǐng)導(dǎo)的、包括中國科學(xué)院地球環(huán)境研究所研究員金章東、蔡演軍和博士張飛在內(nèi)的國際研究團(tuán)隊,通過多個鉆孔中底棲有孔蟲B/Ca比值重建的深層海水碳酸根離子含量([CO32-])的變化,定量估算了MIS 4-5過渡期大西洋深部(>~3公里)碳的儲量。

  結(jié)果表明,在MIS 4-5過渡期,深層海水[CO32-]降低了~25 mol/kg,表明在一萬年時間內(nèi)大西洋深部海水形成了一個巨大的碳庫,其碳儲量增加了至少~50 Gt,其量級與同期大氣丟失的~60 Gt碳基本相當(dāng)。結(jié)合模擬結(jié)果,該研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)這些增加的碳與大西洋經(jīng)向反轉(zhuǎn)環(huán)流變淺作用密切相關(guān)。該研究對理解冰期-間冰期尺度碳循環(huán)機制及其對氣候變化的影響具有重要意義,也有助于深入認(rèn)識全球變暖情形下大氣和海洋之間復(fù)雜的相互作用。

  該研究成果于2月8日以Article的形式在線發(fā)表在Nature Geoscience 上。

    論文信息:Yu J M, Menviel L, Jin Z D, Thornalley D J R, Barker S, Marino G, Rohling E J, Cai Y J, Zhang F, Wang X, Dai Y, Chen P, Broecker W S. Sequestration of carbon in the deep Atlantic during the last glaciation. Nature Geoscience, 2016, doi: 10.1038/ngeo2657.

  深海氧同位素階段4和5過渡期(MIS 5-4)海洋-大氣碳收支(Yu et al., 2016, Nature Geoscience)。當(dāng)氣候進(jìn)入冰期,埋藏在深海的碳降低了海水的pH值,也導(dǎo)致海底碳酸鹽溶解(暗色沉積物)(右側(cè))。有孔蟲等微殼體的B/Ca比值可用來定量估算深海碳埋藏通量。

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