預測的海洋CO2飽和度和海洋-大氣CO2交換的解釋方案。鳴謝:uux.cn/SOS . NOAA . gov/catalog/datasets/ocean-atmosphere-CO2-exchange/和earthobservatory.nasa.gov/features/OceanCarbon
（神秘的地球uux.cn）據《全球和行星變化》（Tainã Pinho）：在地球曆史的編年史中，我偶然發現了氣候波動和迷人的碳交換的扣人心弦的敘述。最近的研究登上了科學雜誌《全球和行星變化》的頭條，將我們帶回了上一個冰河時代——那時地球的大氣二氧化碳水平和全球溫度差異巨大。
這項調查深入研究了海洋沉積物中的微小外殼，揭示了我們星球的大氣層和神秘的南大西洋之間的複雜關係。和我一起踏上這次有趣的旅程，讓我們深入了解這一發現是如何增進我們對地球氣候係統的理解的。
最後的冰河時期和海因裏希體育場
想象一個時代，我們的星球經曆了跨越地質時代的快速而劇烈的氣候變化。這些氣候劇變被命名為Heinrich Stadials (HS)，以此向古海洋學家Hartmut Heinrich致敬。這些事件的標誌是大西洋經向翻轉環流(AMOC)的減弱和巨大冰山向北大西洋的釋放。
AMOC的減速導致了南大西洋的熱量積累和北大西洋的寒冷。令人驚訝的是，在這些HS發作期間，大氣中的CO2水平急劇上升。可能的罪犯？鄰近南極洲的南大洋通過一種稱為上升流的現象自然釋放海洋二氧化碳。
穩定碳同位素:來自過去時代的線索
在探索古代大氣二氧化碳中穩定碳同位素的領域時，科學家們偶然發現了一個知識寶庫。他們發現了較輕的碳同位素12C的優勢。這種特殊的12C已經在海洋深處埋藏了億萬年，然而某些東西正在策劃它返回到大氣中，導致二氧化碳水平迅速上升。
AMOC示意圖:近地表暖北流，深水形成，向南回流深度約2000-3000米。在此背景下，1993年以來由哥白尼衛星服務觀測到的海表溫度(SST)趨勢顯示，在北大西洋西圖上有一個冷SST異常(“冷blob”)。credit:uux.cn/real climate . org/index . PHP/archives/2023/07/what-occuring-in-the-Atlantic-the-amoc/
為了解開這個謎團，研究人員將目光投向了浮遊有孔蟲。這些由鈣質微殼裝飾的微小海洋生物是解讀海洋溫度的關鍵。從本質上講，這些微小的生物通過揭示其外殼內鎂(Mg)與鈣(Ca)的關鍵比例，充當了海洋“溫度計”的角色。他們的發現指出，在HS事件期間，南大西洋變暖，與衰弱的AMOC相協調。值得注意的是，當代的觀察表明，AMOC最近有所減弱。
浮遊有孔蟲的碳同位素:曲線變粗
陰謀並沒有就此結束。對生活在南大西洋洋麵下大約300米處的浮遊有孔蟲進行碳同位素分析，發現了與HS事件期間大氣變化的相似之處。更多的12C相對於13C被發現，描繪了一幅引人注目的畫麵。然而，由於有孔蟲不同的生物活動，這些同位素值在微殼和周圍海洋(溶解的無機碳)之間是不同的。
300米水深溶解無機碳的穩定碳同位素組成(δ13 cdic)(Pinho等人，2023年)。數據由Eide等人(2017年)插值得出。鳴謝:uux.cn/全球生物地球化學循環(2017)。DOI: 10.1002/2016GB005473和全球和行星變化(2023)。DOI:10.1016/j . gloplacha . 26363863637
為了確定有孔蟲殼和南大西洋水域中碳同位素值之間的平衡，研究人員進行了複雜的計算，以預測海水中的碳同位素值。這些計算考慮了三個不同研究地點的表麵溫度和數千年前HS事件期間的全球碳同位素值。令人驚訝的是，這些結果揭示了在南大西洋測得的碳同位素值與其預測值之間的平衡狀態。
簡而言之，這些微小的微殼對海洋和大氣之間的碳轉移有著寶貴的見解。此外，這項研究表明，這種交換不僅發生在突發事件期間，而且在更長的時間尺度上延伸到南大西洋的更深層。
南大西洋作為碳庫的作用
這項開創性的研究表明，南大西洋在最後一個冰河時期充當了一個貌似合理的碳庫，深刻地影響了地球海洋和大氣之間的碳平衡。這些發現為氣候模型提供了強大的工具，幫助我們衡量海洋吸收預計在不久的將來不斷增加的大氣二氧化碳的能力。
碳同位素海洋大氣平衡圖。低碳同位素從南大洋釋放到大氣中，然後在海因裏希天文觀測期間回到南大西洋的海洋中。信用:uux.cn/泰南皮尼奧
隨著碳從大氣向海洋的轉移加劇，其影響可能波及海洋生態係統，影響到一係列物種——從魚類到浮遊生物和珊瑚礁。把握這些轉變至關重要，特別是對於生活與這些生態係統錯綜複雜地交織在一起的沿海社區。
總之，南大西洋在碳交換中所扮演的角色生動地描繪了我們星球充滿活力的過去。這些古老的謎團為應對氣候變化帶來的挑戰提供了寶貴的見解。我們的探險在科學家的帶領下繼續，科學家們試圖解開塑造我們星球氣候係統的錯綜複雜的相互作用。
(责任编辑：曆史)
