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北冰洋被冰层覆盖,并充满淡水

北冰洋被冰层覆盖,并充满淡水

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2021-02-06 16:50:00


 阿尔弗雷德·韦格纳研究所


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在海平面低的冰川时期,与太平洋的交换被停止了,与北大西洋的交换被大大减少了,而北极盆地仍在接受淡水输入。交换只能通过格陵兰-苏格兰-里奇的狭窄网关进行。三个草图的顺序显示:(1)北冰洋的一段新鲜期,然后(2)当盐水进入北冰洋时,淡水释放到北大西洋,以及(3)北极冰盖突然融化。与相对温暖和咸的大西洋水接触。图片来源:阿尔弗雷德·韦格纳研究所/马丁·昆斯汀


在过去的15万年中,北冰洋被厚达900米的架子冰覆盖着,并且至少两次充满了淡水。最新一期《自然》杂志报道了这一令人惊讶的发现是Alfred Wegener研究所和MARUM的科学家进行长期研究的结果。通过对海洋沉积物的成分进行详细分析,科学家可以证明北冰洋以及北欧海至少在两个冰期没有海盐。取而代之的是,在厚厚的冰盾下,这些海洋充满了大量的淡水。然后,这些水可以在很短的时间内释放到北大西洋。如此突然的淡水输入可以解释气候的快速波动,而此前却没有找到令人满意的解释。

大约在60,000到70,000年前,在上一个冰川期的一个特别寒冷的时期,北欧和北美的大部分地区都被冰盖覆盖。从爱尔兰和苏格兰经过斯堪的纳维亚半岛到卡拉海(北冰洋)的东缘,欧洲的冰盖跨越了5000多公里。在北美,现在被称为加拿大的大部分地区被埋在两个大冰盖下。格陵兰岛和白令海海岸线的部分地区也被冰川化。北冰洋北面的冰情如何?它被厚厚的海冰覆盖了,还是漂浮在这些巨大冰原的舌头上,远远超出了北极?

到目前为止,对这些问题的科学答案或多或少都是假设的。与陆地上的沉积物相反,不稳定的巨石,葡萄树和冰川谷是冰川的明显地标,迄今为止,在北冰洋只有很少的巨大冰架痕迹。不来梅大学阿尔弗雷德·韦格纳研究所亥姆霍兹极地和海洋研究中心(AWI)和MARUM海洋环境科学中心的地球科学家现在已经收集了北冰洋和北欧海洋的现有证据,并将其与新数据结合起来一个令人惊讶的结论。

根据他们的研究,过去15万年来,北冰盖的漂浮部分覆盖了北冰洋的大部分地区。大约在70,000-60,000年前以及大约150,000-130,000年前。在这两个时期中,淡水在冰下蓄积,形成了数千年的完全新鲜的北冰洋。

“这些结果意味着我们对冰川气候对北冰洋的了解发生了真正的变化。据我们所知,这是第一次考虑对北冰洋和北欧海进行全面更新,不仅一次,而且两次”的第一作者,阿尔弗雷德·韦格纳研究所(Alfred Wegener Institute)的地球化学家Walter Geibert博士说。

沉积物中没有,因此一定没有盐水

他们的发现基于对北冰洋,弗拉姆海峡和北欧海不同地区的十个沉积物岩心的地质分析。堆积的沉积物反映了过去冰川的气候历史。在调查和比较沉积物记录时,地球科学家发现,始终以相同的两个时间间隔缺少重要的指标。“在盐水中,天然铀的腐烂总是导致同位素the230的产生。该物质积聚在海底,由于其75,000年的半衰期,很长一段时间仍可被检测到”,Walter Geibert解释道。

因此,地质学家经常使用这种or同位素作为天然时钟。“在这里,反复而广泛的缺席是向我们揭示发生了什么的赠品。根据我们的知识,对这种模式的唯一合理解释是,北冰洋在其较年轻的历史中两次被淡水充满-在冰冻和冰冻的环境中。液体形式”,也是来自AWI的合著者和微古生物学家Jutta Wollenburg博士解释说。

北冰洋的新图景

一个由多个海峡与北大西洋和太平洋相连的大海洋盆地怎么会变得完全新鲜?共同作者,地质学家Ruediger Stein教授说:“如果我们意识到在冰川期,全球海平面比今天低了130 m,并且北极的冰团可能进一步限制了海洋环流,那么这种情况是可以想象的。”在AWI和MARUM。

诸如白令海峡或加拿大群岛的声音之类的浅层连接当时处于海平面之上,从而完全切断了与太平洋的连接。在北欧海域,延伸到海底的大型冰山或冰原限制了水团的交换。夏季的冰川,冰融化以及流入北冰洋的河流不断向该系统输送大量淡水,每年至少1200立方公里。这笔款项的一部分将被迫通过北欧海域,穿过格陵兰岛-苏格兰山脊中稀疏且较深的较深连接处进入北大西洋,从而阻碍了盐水向北渗透。这导致了北冰洋的新鲜化。

沃尔特·吉伯特说:“一旦冰障机制失效,大量的盐水就会再次充满北冰洋。” “我们认为,这样一来,它便可以迅速取代较淡的淡水,从而导致将累积的淡水突然排放到北欧海的浅南边界格陵兰-苏格兰-里奇地区,进入北大西洋。”

假设大量的淡水存储在北冰洋中并且可以快速释放,这将有助于理解过去一系列气候波动之间的联系。它还将为不同的过去海平面重建方法之间的明显差异提供解释。沃尔特·吉伯特解释说:“建议说,在某些寒冷时期,珊瑚礁的残骸表明其海平面要比南极冰芯的重建或小型海洋生物的钙质壳的重建高。” “如果我们现在接受,淡水不仅可能以固体形式储存在陆地上,而且其中一些还以液体形式储存在海洋中,

从北冰洋释放的淡水也可能解释了上一个冰河时期某些突然的气候变化事件。在这样的事件中,格陵兰岛的温度在几年之内可能会上升8-10摄氏度,只是在几百年或数千年的过程中才恢复到原始的寒冷冰川温度。“我们在这里看到了地球系统过去的北极气候临界点的一个例子。现在我们需要更详细地研究这些过程是如何相互联系的,并评估北冰洋这一新概念如何帮助缩小我们的知识差距。 ,特别是考虑到人为气候变化的风险,” Walter Geibert说。

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来源于:phys

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