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这张图片当中左边的鸡尾酒杯和右边的鸡尾酒杯有什么不同呢？其实左、右两边分别代表现代的海洋以及大约19,000年前最后一次冰河期的海洋。
图片出自于牛津大学Andrew Orkney。 自从科学家首次确定冰河时期的大气中二氧化碳远低于暖期以来，他们一直在寻找对这项观点理论的各项原因和证据，并认为其可能和海洋环流、海冰、含铁尘埃或温度有关。但是，一直都没有一个计算机模型能够依据现有证据的计算，来解释为什么在冰河时代稳定下来后，二氧化碳的含量会降低多达1/3。 6月间发表在《科学进展》（Science Advances）期刊的一项新研究解决上述问题，提供了令人信服的证据──将海水温度变化与南半球各大陆尘埃中铁的变动相互组合。 奥勒冈州立大学（Oregon State University）科学家安德雷亚斯‧斯密特纳（Andreas Schmittner）表示，“过去许多分析海洋温度的研究都假设海洋温度在整个地球上以相同的速度降温，大约为摄氏2.5度。但是当这次运行模型时，发现温度因子仅占大气二氧化碳减少的一小部分。” “我们现今知道，某些地区的海洋降温其实比其他区域多很多，中纬度地区甚至可以一次降低摄氏5度。由于冷水具有较高的二氧化碳溶解度，因此它有可能从大气当中吸收更多的碳，比过去研究推估得要多很多，这方面作用的潜力也更大。” 施密特纳和他的团队估计，在最后一次冰川最大期（即最后一个冰河时代的高峰）期间， 海洋温度较低会导致二氧化碳下降一半左右。 而另外三分之一左右，则可能源自于各大洲的灰尘所负载的铁增多并“施肥”了南大洋表层所造成的。 铁的增加将促进浮游植物的生产，吸收更多的碳并将其沉积在海洋深处。 研究人员的模型表明，这种组合占上次冰河时期大气二氧化碳减少量的3/4以上。 在最后一次冰期最高峰时期，二氧化碳含量约为180ppm，而在公元1800年（即工业革命之前）的二氧化碳含量约为280ppm。 施密特纳说，剩余的还原碳量可能归因于养分利用率和／或海洋碱度的变化。 施密特纳表示：“铁的增加很可能是由于冰层洗涤、冲刷了巴塔哥尼亚、澳大利亚和纽西兰的地貌，将铁从岩石和土壤当中抽出来。由于冰河时期天气非常寒冷干燥，铁原本会被风吹走并沉积在海洋当中。”“我们的全球海洋三维模型与从最后一次冰川最大期开始的海洋沉积物的观测非常吻合，这使我们对结果有高度的信心。” 研究人员说，当地球在上一个冰河时代降温时，海洋自然也降温，极地附近地区除外，极地地区已经变得极冷，无需冻结。 在温暖期，高纬度和中纬度之间的海洋表面温度差异很大。 随着更温暖的水流向南极洲开始冷却，损失的热量进入大气，增加了海洋吸收二氧化碳的潜力。 施密特纳表示：“这就像当您从冰箱中取出啤酒时一样。当变暖时，气泡就会冒出来。二氧化碳是一种气体，它可以溶于水，也可以从大气中进入海洋，并且更溶于冷水。但是这个过程需要一段时间，因此在充满大量深海的南极洲周围水域中，海洋并没有发挥出吸收二氧化碳的全部潜力。” 当中纬度海洋开始变冷时，它们开始从大气中吸收更多的二氧化碳 ，而由于较冷的水更容易溶解二氧化碳 ，因此排放量减少。“这是一个完美的组合，几乎可以完全解释为什么在冰河时期二氧化碳的含量会降低约1/3。”施密特纳解释。 （编辑：Frank） |
