解決冰河時代氣候的難題：南大洋和「最後冰川最大」的解釋

最後一個冰河時代的古氣候記錄 - 一個21000年前稱為「最後一次冰川最大值」（LGM）的時代 - 告訴一個寒冷的地球，北大陸被大片冰蓋覆蓋。 深海沉積物中浮游生物的化學痕迹顯示了重新布置的海洋水體，以及海上延伸的海冰覆蓋。 冰芯中的氣泡顯示，大氣中的二氧化碳遠遠低於工業革命前的水平。

雖然冰河時代由地球緩慢的擺動在太陽周轉的過程中起作用，但研究人員認為，單靠太陽能降低並不足以引起這種冰川狀態。 古革命學家一直試圖解釋這些變化背後的實際機制200年。

「我們有關於海洋，大氣和冰蓋變化的所有這些散落的信息，」麻省理工學院地球，大氣和行星科學系的物理海洋學教授布雷內克·法爾（Raffaele Ferrari）說， 真的想看看他們是如何融合在一起的。「

研究人員一直懷疑答案必須位於海洋的某個地方。 地球氣候強大的監管者，海洋存儲了大量有機碳數千年，使其不會作為二氧化碳逃逸進入大氣層。 海水還通過光合作用的微生物在表面和通過循環模式從大氣中吸收二氧化碳。

在海洋物理學的新應用中，法拉利與普林斯頓大學的Malte Jansen博士12以及加利福尼亞理工學院的其他人一起，發現了一種新的解決方法，他們在本周的國家科學院學報科學。

海洋的肺

研究人員集中在圍繞南極的南大洋，這是碳循環的關鍵部分，因為它提供了大氣與深海深淵之間的聯繫。 南極海域洶湧澎湃，是南極海域最深的富含水層的地方之一，也是「呼吸」二氧化碳輸入和輸出的地方之一。

衝擊系統

這個問題要求使用該領域積累的海洋物理知識。 研究人員用數學方程描述了南極周圍的風力驅動的海洋環流模式，研究人員根據LGM的流量計算了海冰下被捕獲的水量。 他們發現，從這個添加的冰蓋對整個地球的衝擊是巨大的：冰覆蓋了深海只有呼吸的唯一的地方。 由於海冰覆蓋了這些深水，南大洋的二氧化碳從未呼氣。

依賴關係

這項研究表明海冰擴張與海洋絕熱與大氣隔絕的增加之間的動態聯繫，該領域長期以來被視為獨立事件。 鑒於古氣候學家不僅需要解釋在最後一個冰河時代的非常低的大氣二氧化碳水平，而且在過去四個冰川期間發生的事實也就是這樣，這個認識具有特別的意義：古氣候 記錄顯示。

法拉利表示，獨立變化在每個冰河時代將二氧化碳排放量相同，所以沒有任何意義。 「對我來說，這意味著所有共同發生的事件必須非常緊密地聯繫在一起，沒有太多的自由就能超越狹隘的距離，」他說。 「如果在冰河時代開始的事件之間存在因果關係，那麼它們可能以相同的比例發生。」

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