來(lái)自格陵蘭島的融水，就像東海岸的這座冰山，曾經(jīng)擾亂了大西洋的“傳送帶”。
圖片來(lái)源：IMAGEBROKER/ALAMY STOCK PHOTO
自前工業(yè)化時(shí)代以來(lái)，全球氣候不斷變暖，世界各地的海洋平均溫度已上升1°C。近日，兩項(xiàng)研究分別探討了全球氣候變暖對(duì)大西洋洋流和海洋生物的影響。
3月27日，《科學(xué)》刊登的一項(xiàng)關(guān)于過(guò)去50萬(wàn)年洋流強(qiáng)度的新研究表明，全球變暖可能不會(huì)在短時(shí)間內(nèi)改變洋流，相反它可能會(huì)引發(fā)古代事件的重演——當(dāng)時(shí)多次氣候變暖導(dǎo)致洋流強(qiáng)度長(zhǎng)達(dá)一個(gè)世紀(jì)的強(qiáng)烈波動(dòng)，播下氣候混亂的種子，讓歐洲時(shí)而變冷，時(shí)而變暖。
另一項(xiàng)研究則分析了過(guò)去一個(gè)世紀(jì)里340種廣泛分布的海洋生物的豐度趨勢(shì)，結(jié)果顯示溫度上升還導(dǎo)致海洋生物種群大小發(fā)生廣泛變化，而且各物種均存在一種其數(shù)量在兩極側(cè)增加、中心側(cè)減少的普遍模式。相關(guān)論文3月26日刊登于《當(dāng)代生物學(xué)》。
被擾亂的洋流
大西洋“傳輸帶”是一股強(qiáng)大的水流，它將溫暖的海水帶到北方，然后將其淹沒(méi)在北大西洋中。8000年來(lái)，它一直以熱帶的溫暖滋養(yǎng)著西歐。但是，“一個(gè)強(qiáng)勁的洋流循環(huán)也可能是一個(gè)高度可變的循環(huán)”。論文作者之一、挪威卑爾根大學(xué)古氣候?qū)W家Ulysses Ninnemann表示。
大西洋“輸送帶”靠鹽運(yùn)轉(zhuǎn)。首先，墨西哥灣暖流和類(lèi)似的洋流將溫暖的咸水帶到格陵蘭島和冰島周?chē)Ｓ颍谀抢锢鋮s并下沉到海底。然后，它慢慢從深海向南遷移。洋流不僅在歐洲氣候中扮演重要的角色，而且它們還幫助海洋隔離了大氣中的熱量。然而，浮力大的淡水稀釋了沉重的鹽水，限制了其下潛深度，從而使這臺(tái)引擎熄火。
為了查明事實(shí)是否如此，卑爾根大學(xué)古氣候?qū)W家Eirik Vinje Galaasen和同事，檢查了之前在格陵蘭島南端鉆出的250米長(zhǎng)的海底粘土核心，而遍及50萬(wàn)年歷史的泥土層的是有孔蟲(chóng)的微小外殼。
Galaasen團(tuán)隊(duì)將這些有孔蟲(chóng)化石從不同的泥層中清理出來(lái)，分析它們的化學(xué)成分，看看它們對(duì)大西洋環(huán)流的“記憶”。
地球上只有兩個(gè)地方的水會(huì)從海面下降到海底：南大洋和北大西洋。來(lái)自營(yíng)養(yǎng)豐富的南極洲的水的碳12含量比碳13含量高，而營(yíng)養(yǎng)貧乏的北大西洋水則相反。通過(guò)檢查碳同位素的比例，研究人員可以確定洋流何時(shí)強(qiáng)、何時(shí)弱。
這些化石顯示，在最近3次間冰期氣候變暖達(dá)到頂峰期間，大西洋環(huán)流強(qiáng)度在反彈之前急劇下降。這些波動(dòng)發(fā)生在大約42.3萬(wàn)、33.5萬(wàn)和24.5萬(wàn)年前，有時(shí)只持續(xù)100年。
“我們的研究表明，過(guò)去45萬(wàn)年氣候與今天氣候相似的所有時(shí)期，大西洋海洋環(huán)流深層都發(fā)生了巨大的變化。這表明，今天的海洋環(huán)流可能不像以前認(rèn)為的那樣特別穩(wěn)定。”Galaasen告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》。
氣候變暖不僅攪亂了洋流，還迫使生物搬離家園。
向兩極遷移的生物
全球分析顯示，隨著氣候變暖，哺乳動(dòng)物、浮游生物、魚(yú)類(lèi)、植物和海鳥(niǎo)都在大量變化：在較冷的邊緣地帶，海洋生物表現(xiàn)良好，因?yàn)闅夂蜃兣蜷_(kāi)了以前無(wú)法進(jìn)入的棲息地，而在較暖的邊緣地帶，由于環(huán)境變得太熱而無(wú)法忍受，物種數(shù)量正在減少。
該研究建立在氣候變化對(duì)海洋生物分布、豐度、季節(jié)性影響的早期論證之上。根據(jù)先前的研究，英國(guó)布里斯托大學(xué)進(jìn)化生態(tài)學(xué)家Martin Genner認(rèn)為，海洋生物可能在其物種范圍的邊緣（兩極方向）比后側(cè)（中心方向）生活得更好。
于是，他們決定利用現(xiàn)有的全球生物分布數(shù)據(jù)庫(kù)檢驗(yàn)這一假設(shè)。對(duì)文獻(xiàn)中可用數(shù)據(jù)進(jìn)行全面搜索后，結(jié)果顯示物種范圍兩極側(cè)的物種豐度增長(zhǎng)最為顯著，而物種范圍中心側(cè)的物種豐度下降最為顯著。
同樣這也說(shuō)明了海洋生物并沒(méi)有適應(yīng)變暖的環(huán)境。因此研究人員推測(cè)，自前工業(yè)化時(shí)代至2050年，預(yù)期海洋溫度將上升1.5°C，這將導(dǎo)致海洋生物——包括那些對(duì)沿海地區(qū)人們生計(jì)有重要意義的生物，其豐度會(huì)繼續(xù)變化。
“這種現(xiàn)象的普遍性令人驚訝，從浮游生物、海洋無(wú)脊椎動(dòng)物到魚(yú)類(lèi)及海鳥(niǎo)，我們?cè)谒斜挥^察的海洋生物群體中都發(fā)現(xiàn)了相同的趨勢(shì)。”Genner告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》，“這意味著氣候變化不僅導(dǎo)致了物種豐度出現(xiàn)變化，同時(shí)也從本質(zhì)上影響了局部地區(qū)的物種表現(xiàn)。”
“災(zāi)難性”后果
這些發(fā)現(xiàn)表明氣候變化正在以各種不同尋常的方式影響著海洋，甚至反過(guò)來(lái)影響局部氣候。
丹麥哥本哈根大學(xué)氣候?qū)W家Guido Vettoretti表示，盡管Galaasen團(tuán)隊(duì)沒(méi)有模擬這些變化將如何改變氣候，但其影響可能是“災(zāi)難性的”。
Galaasen指出，跨越一個(gè)閾值并觸發(fā)這樣的海洋環(huán)流變化將影響氣候和降水模式，特別是在北大西洋附近，例如，環(huán)流減緩會(huì)使北歐嚴(yán)重變冷、南歐干旱，以及改變海平面，降低海洋吸收二氧化碳的能力。
Genner也表示，因?yàn)闂⒎秶行牡乃驕囟忍撸燮簌Z的數(shù)量明顯減少，而歐洲鱸魚(yú)的數(shù)量則在其物種范圍的兩極迅速增加，而這在歷史上是極為罕見(jiàn)的。“雖然一些海洋生物可能隨著海洋變暖從中獲益，但這些發(fā)現(xiàn)也指向了一個(gè)海洋生物會(huì)逐漸減少的未來(lái)。”他說(shuō)。
此外，研究顯示洋流減速通常伴隨著冰山碎片崩塌——來(lái)自格陵蘭冰原的融水可能導(dǎo)致這種現(xiàn)象。這些碎片表明，格陵蘭島今天的命運(yùn)不僅影響著海平面的上升，同時(shí)還可以調(diào)節(jié)氣候。“格陵蘭冰蓋可能對(duì)我們氣候系統(tǒng)的穩(wěn)定極其重要。”Vettoretti說(shuō)。
Ninnemann認(rèn)為，現(xiàn)在所需要的是繼續(xù)觀察現(xiàn)狀，同時(shí)仔細(xì)研究古代情況。但是，這些努力遇到了資金和后勤方面的困難，特別是在目前新冠病毒大流行的情況下。例如，就在這個(gè)月，英國(guó)中斷了一艘科考船項(xiàng)目。
英國(guó)國(guó)家海洋中心的首席科學(xué)家Eleanor Frajka-Williams在該船出發(fā)前接受采訪時(shí)曾說(shuō)：“我們正在盡可能地接近終點(diǎn)線。”
中國(guó)-博士人才網(wǎng)發(fā)布
聲明提示：凡本網(wǎng)注明“來(lái)源：XXX”的文/圖等稿件，本網(wǎng)轉(zhuǎn)載出于傳遞更多信息及方便產(chǎn)業(yè)探討之目的，并不意味著本站贊同其觀點(diǎn)或證實(shí)其內(nèi)容的真實(shí)性，文章內(nèi)容僅供參考。
