南极冰芯的切片。研究人员研究旧冰中的化学物质,以了解过去的气候。致谢:uux.cn俄勒冈州立大学凯瑟琳・斯泰林
(神秘的地球uux.cn)据俄勒冈州立大学(米歇尔・克兰普):研究人员通过对古代南极冰的详细化学分析发现,今天大气中二氧化碳的增加速度比过去5万年中的任何其他时间点都快10倍。
这些发现发表在《美国国家科学院院刊》上,提供了对地球过去气候突变时期的重要新理解,并为当今气候变化的潜在影响提供了新的见解。
“研究过去教会我们今天是如何不同的。俄勒冈州立大学地球、海洋和大气科学学院的助理教授、该研究的第一作者凯瑟琳・温特说:“今天二氧化碳的变化速度确实是前所未有的。”
“我们的研究发现,过去的二氧化碳自然上升速度是有史以来最快的,而今天的上升速度主要是由人类排放造成的,是现在的10倍。”
二氧化碳是一种自然存在于大气中的温室气体。当二氧化碳进入大气层时,由于温室效应,它会导致气候变暖。过去,由于冰河时期周期和其他自然原因,水平有所波动,但今天由于人类排放,水平正在上升。
几十万年来在南极积累的冰包括被困在气泡中的古代大气气体。科学家们使用通过钻探2英里(3.2公里)深的冰芯收集的冰样本来分析微量化学物质并建立过去气候的记录。
此前的研究表明,在大约1万年前结束的上一个冰河时期,有几个时期二氧化碳水平似乎远高于平均水平。温特说,但这些测量不够详细,无法揭示快速变化的全部性质,限制了科学家理解发生了什么的能力。
“你可能不会想到在最后一个冰河时代的死寂中会看到这种情况,”她说。“但我们的兴趣被激起了,我们想回到那些时期,进行更详细的测量,以发现发生了什么。”
温德和他的同事利用从南极西部冰盖冰芯采集的样本,研究了那段时期发生了什么。他们发现了一种模式,表明二氧化碳的这些跳跃与北大西洋冷间隔期(称为海因里希事件)同时发生,海因里希事件与全球气候突变有关。
“这些海因里希事件确实令人瞩目,”地球、海洋和大气科学学院副教授、该研究的合著者Christo Buizert说。“我们认为它们是由北美冰盖的急剧崩溃引起的。这引发了一系列连锁反应,包括热带季风、南半球西风以及海洋中大量二氧化碳的变化。”
在最大的自然上升期间,二氧化碳在55年内增加了约百万分之14。这种跳跃大约每7000年发生一次。按照今天的速度,这一增长幅度只需要5到6年。
证据表明,在过去二氧化碳自然上升的时期,在深海环流中发挥重要作用的西风也在增强,导致南大洋二氧化碳快速释放。
其他研究表明,由于气候变化,这些西风带将在下个世纪加强。研究人员指出,新的发现表明,如果这种情况发生,它将降低南大洋吸收人类产生的二氧化碳的能力。
温特说:“我们依靠南部海洋来吸收我们排放的部分二氧化碳,但迅速增加的南风削弱了它这样做的能力。”
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