海洋脫氧預警！這片水域的缺氧速度幾乎比海洋中其它任何地方都快

驚奇 10-01

一項新的研究將聖勞倫斯灣快速脫氧與兩股強大的洋流聯繫起來：墨西哥灣流和拉布拉多洋流。

這條位於加拿大東部的寬廣的、生物豐富的水道排入北美五大湖，受到漁船、鯨魚和遊客的歡迎，比全球海洋中幾乎任何地方的缺氧速度都快。

這篇發表在《自然氣候變化》(Nature Climate Change)雜誌上的論文，解釋了大規模的氣候變化是如何導致這條水道深處的氧氣水平下降的。

「紐芬蘭南部地區是海洋中採樣最好的地區之一，」第一作者，華盛頓大學大氣與海洋聯合研究所的研究員Mariona Claret說。

「這也是一個非常有趣的地區，因為它處在兩股較大的洋流交匯的十字路口。」

自1920年以來，加拿大漁業署一直在追蹤聖勞倫斯地區不斷上升的鹽度和溫度。他們從1960年開始只監測氧氣，而氧氣的下降趨勢令人擔憂。

克拉雷特說:「在聖勞倫斯海灣內的觀察顯示，氧氣急劇下降，達到缺氧狀態，這意味著它不能完全支持海洋生物。」

克拉雷特說，氧氣下降已經被認為會影響大西洋狼魚，還會威脅到大西洋鱈魚、雪蟹和格陵蘭大比目魚，這些都生活在深海中。

在麥吉爾大學做這項研究的克拉雷特說:「這個地區的氧氣下降已經被報道過了，但是之前沒有被發現的是潛在的原因。」

這一發現證實了最近的一項研究，該研究表明，在過去一個世紀里，由於人類排放的二氧化碳水平上升，墨西哥灣暖流向北移動，拉布拉多洋流減弱。

這篇新論文發現，這使得墨西哥灣暖流中更多的鹹水和缺氧水進入聖勞倫斯海道。

研究人員使用了美國國家海洋和大氣管理局(National Oceanic and Atmospheric Administration)的地球物理流體動力學實驗室(Geophysical Fluid Dynamics Laboratory)模型的輸出數據。該模型是一個高解析度的計算機模型，每隔8公里(5英里)就有一個數據點模擬世界海洋。

這個模擬用了9個月的時間，使用了10000個計算節點——即使以全球氣候模型的標準來衡量，也是巨大的。

通過這種精度，可以影響海洋環流的漩渦和海岸線的細節開始出現。

模型輸出與歷史觀測結果相結合表明，隨著二氧化碳水平的上升，在聖勞倫斯海灣較深處的海灣溪流水取代了拉布拉多海水。

拉布拉多海的風暴攪動了拉布拉多洋流攜帶的海水，因此在海面上吸收的空氣與海面下的空氣混合。

然而，在穩定的水平層中，墨西哥灣流的分層程度更高；上層含有來自上層空氣的氧氣，但海洋生物消耗了下層的氧氣。

接下來會發生什麼是未知的。

更重要的是，墨西哥灣暖流在更深的地方密度一樣大，因此墨西哥灣暖流中更深層、更缺氧的層遵循的密度路徑與拉布拉多洋流中富含氧氣的近地表水相同。

Claret說:「我們把海岸上氧氣的變化和公海上大規模洋流的變化聯繫起來。」

在該模型中，造成聖勞倫斯灣變暖和脫氧的大規模海洋環流的轉移也與大西洋經向翻轉環流的下降相對應，大西洋經向翻轉環流是一種海洋環流模式，它對北半球的氣候有很強的影響。

「能夠將沿海的變化與大西洋經向翻轉環流聯繫起來是非常令人興奮的，」Claret說。

分析表明，在聖勞倫斯河深處觀察到的氧氣下降的一半僅僅是由於水溫升高，而水溫不能容納那麼多的氧氣。

另外一半可能是由於其他因素，如兩個電流和通道內的生物活動。