近日，“海洋領(lǐng)域國(guó)家實(shí)驗(yàn)室”嶗山實(shí)驗(yàn)室大洋碳循環(huán)科研團(tuán)隊(duì)在氣候變化與深海碳循環(huán)研究領(lǐng)域取得重要突破。相關(guān)成果在線發(fā)表于《自然·地球科學(xué)》期刊。

 

冰期-間冰期大氣二氧化碳的變化被認(rèn)為與南大洋和北大西洋主導(dǎo)的海洋環(huán)流過(guò)程密切相關(guān)。其中，深海碳儲(chǔ)存能力通常與南大洋南源水體的擴(kuò)張與收縮相聯(lián)系，但南源水體在末次冰期以來(lái)的空間范圍、來(lái)源及通風(fēng)狀態(tài)始終存在爭(zhēng)議。

 

現(xiàn)今，來(lái)自威德?tīng)柡Ｅc達(dá)恩利角的南極底層水在威德?tīng)?mdash;恩德比海盆會(huì)聚并混合，構(gòu)成輸送至大西洋和印度洋的主要南極底層水來(lái)源。因此，重建該區(qū)域深層水的歷史變化對(duì)于認(rèn)識(shí)過(guò)去南大洋環(huán)流及深海碳循環(huán)過(guò)程至關(guān)重要。

 

該研究基于威德?tīng)枺鞯卤群Ｅ璧暮ＫS同位素記錄，重建了過(guò)去3.2萬(wàn)年來(lái)南大洋大西洋與印度洋扇區(qū)中底層水的時(shí)空演變。結(jié)果顯示，在末次盛冰期，南極底層水體積顯著收縮，南大洋深部主要被來(lái)自太平洋、富碳的繞極深層水所占據(jù)，有利于降低大氣二氧化碳濃度。

 

進(jìn)入末次冰消期后，底層水出現(xiàn)兩個(gè)階段的快速擴(kuò)張，并與南極變暖同步。這一擴(kuò)張過(guò)程削弱了深海層化，不利于深海儲(chǔ)碳，可能促成同期大氣二氧化碳濃度的上升。與傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為北大西洋過(guò)程主導(dǎo)冰消期南大西洋深層水變化不同，本研究揭示北源水的影響有限。相反，底層水的變化在調(diào)節(jié)深海環(huán)流及深層南大洋–大氣之間的碳交換中發(fā)揮了更為關(guān)鍵的作用。

 

該研究為深入理解全球氣候變化與深海碳循環(huán)之間的關(guān)系提供了新的科學(xué)證據(jù)。該研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金、山東省泰山學(xué)者青年項(xiàng)目等的資助。