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北太平洋曾出现大面积“死亡区域”,或与气候变暖相关

一项由美国加州大学圣克鲁兹分校领导的新研究表明,在过去120万年中,气候变暖和北太平洋低氧“死亡区域”突然出现这两种现象之间存在关联性。当地时间6月2日,相关论文发表在《科学进展》杂志中。这项研究为我们理解北太平洋出现低氧或缺氧情况的原因以及预测未来是否会出现缺氧条件,提供了重要信息。

白令海的沉积物岩芯中的层状沉积物记录了地球远古的海洋低氧事件。

该论文的第一作者、加州大学旧金山分校地球科学研究生Karla Knudson介绍道:“我们有必要了解气候变化是否正在将海洋状态推向一个突然的、严峻的缺氧‘临界点’。一旦发生,它将破坏地球上的生态系统、食物来源和经济秩序。”

这一发现基于白令海深层沉积物岩芯的分析结果。在漫长的时间里,生活在海底沉积物中的生物在活动时常常会使之混合。所以,一旦缺氧,这些生物死亡,一种有序的分层模式便被保存下来。科学家们早就知道,在上一个冰期末,北太平洋发生了大面积缺氧的严重海洋事件。而这项新研究不仅提供了早期低氧事件的第一份记录,还证明地质史上近期发生的低氧事件就其机制或发生时间而言,并不具有代表性。

论文另一作者、加州大学圣克鲁兹分校的海洋科学教授Ana Christina Ravelo解释:“在地质记录中,这些突发的缺氧事件很常见,但是它们通常与冰消作用(deglaciation)无关――它们几乎总是发生在温暖的间冰期,正如我们现在所处的时期。”

缺氧事件出现在海面浮游植物(海藻)密集生长之后。这些植物死亡后,便会沉入海洋深处并分解。此过程会消耗氧气,并在水下释放二氧化碳。然而,引发这些事件的原因尚不清楚。海洋变暖、海平面升高和铁的存在(浮游植物生长的限制因素)似乎都发挥了作用。Knudson补充道:“我们的研究结果显示,出现在温暖间冰期的高海平面造成了这些缺氧事件。在海平面上升期间,大陆架被淹没后,溶解的铁便被转移到开阔的海洋中,这促进了表层水域中浮游植物的生长。”

虽然高海平面是这类现象发生的重要背景条件之一,但它本身不足以触发缺氧事件。而据Knudson阐述,其中发挥关键作用的因素包括海洋环流的变化(比如加剧的上升流将更多营养物质带到水面)以及铁元素的转移。

当前,由于气候变暖的高温效应以及农业化肥作用下沿海水域的营养物质富集,世界各地的沿海地区都出现了大片死区。但即使是密西西比河河口的大面积死区,与上一个冰川期结束时北太平洋的普遍缺氧状况相比,也是小巫见大巫。

不过,这项研究也有一定局限性――比如,研究人员无法确定单一岩芯记录的死亡区域范围。Ravelo教授表示:“我们不知道低氧区域的覆盖范围有多广,但知道其强度非常大,持续时间也比预想中更长。”这些新发现也引发了人们的担忧:未来,气候变化和海洋变暖是否会引发北太平洋的广泛缺氧状况?

科界原创

编译:朱明逸 审稿:西莫责编:陈之涵

期刊来源:《科学进展》

期刊编号:2375-2548

原文链接:https://phys.org/news/2021-06-dead-zones-repeatedly-north-pacific.html

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