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低氧“死亡区”在过去120万年的温暖气候中在北太平洋中反复出现

低氧“死亡区”在过去120万年的温暖气候中在北太平洋中反复出现

低氧“死亡区”在过去120万年的温暖气候中在北太平洋中反复出现

(神秘的地球uux.cn报道)据cnBeta:外媒报道,一项对白令海沉积物岩芯的分析揭示了气候变暖和突然出现的低氧“死亡区”在过去的120万年的亚北极的北太平洋中反复出现的关系。这项由加州大学圣克鲁兹分校的研究人员领导的新研究于2021年6月2日发表在《Science Advances》上。

这些发现为理解北太平洋低氧或“缺氧”的原因及预测未来缺氧条件的发生提供了重要信息。

论文第一作者Karla Knudson说道:“有必要了解气候变化是否正在将海洋推向一个突然、严重的缺氧的‘临界点’,这将破坏生态系统、食物来源和经济。”据悉,Karla Knudson是加州大学旧金山分校地球科学研究生,其负责领导了这项研究。

研究人员的发现是基于对白令海一个地点的深层沉积物岩芯的分析。沉积物需要经过很长一段时间才会沉积在海底。当沉积物堆积时,生活在海底沉积物中的生物的活动通常会破坏和混合这些沉积物,但如果缺氧杀死了这些生物,一种有序的分层模式就会被保存下来。因此,科学家可以从海底钻取的岩心中通过这些层状或“层状”沉积物的形式找到过去缺氧事件的记录。

科学家们早就知道,在上一个冰期末期,北太平洋发生了大面积缺氧的严重事件,当时冰盖的融化导致大量淡水流入海洋。这项新研究提供了早期低氧事件的第一个记录并表明最近发生的低氧事件在机制或时间上并不能代表大多数低氧事件。

加州大学圣克鲁兹分校海洋科学教授、论文通讯作者Ana Christina Ravelo百世:“不需要冰架融化这样的巨大扰动就会发生这种情况。在地质记录中,这些突然的缺氧事件实际上是非常常见的,它们通常跟去冰川作用无关。它们几乎总是发生在温暖的间冰期,就像我们现在所处的时期。”

缺氧发生在海面浮游植物(海藻)密集生长之后。当浮游植物死亡时,它们会沉入海洋深处并分解,而这会消耗氧气并将二氧化碳释放到水面以下的水中。然而引发这些事件的原因尚不清楚。海洋变暖、海平面升高和铁的可用性(浮游植物生长的限制因素)似乎都起到了作用。

Knudson说道:“我们的研究表明,在温暖的间冰期发生的高海平面导致了这些缺氧事件。在海平面上升期间,从被淹没的大陆架上溶解的铁可以转移到开阔的海洋中并促进表层水域的浮游植物生长。”

虽然高海平面是一个重要的背景条件,但它本身不足以触发缺氧事件。克努森Knudson表示,海洋环流的变化--包括加剧的上升流将更多的营养物质带入水面以及更强的洋流可能将铁从大陆架转移到开阔的海洋--可能起到关键作用。

目前,由于气候变暖的温度效应及农业化肥对沿海水域的营养富集,世界各地的沿海地区都出现了区域性死区。但即使是密西西比河河口的大面积死区,跟上一个冰川期结束时整个北太平洋发生的普遍缺氧相比,显得苍白无力。

由于这项新的研究是基于一个地点的沉积物岩芯,研究人员不知道它记录的死亡区域的范围--它们是局限于白令海还是像最近的事件一样延伸到北太平洋边缘。

“我们不知道它们的范围有多广,但我们知道它们的强度非常大、持续的时间比人们研究得非常充分的去冰期事件要长,”Ravelo说道。他是综合海洋钻探项目323探险队(Integrated Ocean Drilling Program Expedition 323)的联合首席科学家,该项目于2009年恢复了白令海岩芯。

Knudson表示,岩芯记录了贯穿更新世的每一个间冰期的多个事件,在岩芯中出现和消失层状沉积物的突变。

这些新发现引发了人们的担忧,即气候变化和海洋变暖是否会导致一个临界点,进而引发北太平洋的广泛缺氧。

对此,Ravelo表示:“系统已经为这类事件做好了准备。我们需要知道它们有多广泛,我们需要重新思考这些事件是如何引发的,因为我们现在知道不需要巨大的扰动。这项研究为后续的大量工作奠定了基础。”




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