珊瑚讲述了厄尔尼诺过去的故事

时间:2020-03-28 18:10 来源:seo 作者:杏鑫 点击量:

珊瑚讲述了厄尔尼诺过去的故事

现在已经没有必要去猜测几百年前遥远的热带太平洋的海洋温度了。生活在那里的古代珊瑚知道一切。

莱斯大学和佐治亚理工学院的研究人员在《科学》杂志上发表了一项研究,分析了过去一千年里由古代热带太平洋珊瑚保存的记录。这些记录可以帮助科学家完善他们的模型,即太平洋地区的条件变化,特别是火山爆发,如何影响厄尔尼诺现象的发生,而厄尔尼诺现象是全球气候的主要驱动因素。

他们发现,封存在珊瑚中的氧同位素比率(一种精确测量历史海洋温度的方法)显示,对热带火山喷发释放到大气中的硫酸盐颗粒的估计与厄尔尼诺现象之间没有相关性。

这一结果可能会引起科学家们的特别兴趣,他们建议在大气中播撒阻挡太阳的粒子可能有助于扭转全球变暖。

据莱斯大学的气候科学家和第一作者西尔维娅·迪伊称,以前的气候模型研究经常把火山爆发——大气中硫酸盐气溶胶的增加——与厄尔尼诺事件的几率增加联系起来。但是,基于化石珊瑚中所含的氧同位素分析气候条件的能力,使这一关键地区的气候记录跨越了20多个古代火山喷发。迪伊说,这样可以对这种联系进行更严格的测试。

迪伊说:“许多气候模拟研究显示,火山喷发与厄尔尼诺现象之间存在一种动态联系。”“我们可以运行几个世纪以前的气候模型,模拟过去一千年的火山喷发。

“但模型只是模型,珊瑚记录捕捉了现实。”

佐治亚理工学院(Georgia Tech)的气候科学家金·科布(Kim Cobb)和她的团队在太平洋之旅中辛苦收集的珊瑚数据显示,在那段时间里,已知的火山爆发和厄尔尼诺现象之间几乎没有联系。就像树木年轮一样,这些古气候档案保存着它们形成时海洋环境的化学指标,即氧同位素。

珊瑚数据产生了一个分辨率不到一个月的高保真记录,跟踪了热带太平洋中部中心的厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)。

Cobb和她的同事们最近研究了8个有时间重叠的珊瑚,记录了从1146年到1465年319年间的情况。他们写道,这些数据和其他珊瑚的数据跨越了上个千年的500多年,“为研究大型火山喷发对热带太平洋气候的影响打开了一扇窗。”

这段时间包括了1257年萨马拉火山的喷发,这是上个世纪最大、最含硫的火山喷发。

科布说,她的实验室多年来一直在开发技术,扩大珊瑚记录。“我的第一次探险岛是在1997年,它一直是我唯一的焦点几乎从那时起提取最好的记录,我们可以从这些地区,”她说,并指出实验室发表了许多论文主题,包括2003年的开创性研究在ENSO的本性。

柯布说,确定古代珊瑚样本的年代取决于精确的铀-钍年代测定法,然后是对珊瑚生长轴上每1毫米钻出的粉末进行的数千种氧同位素的质谱分析。“这说明了温度重建,”她说。“我们借鉴了70年来对这种特殊化学物质的研究,在珊瑚中建立了一个可靠的温度代理。”

科布说,光谱分析显示的氧-16到氧-18同位素显示了珊瑚形成时海水的温度。“这两种同位素在碳酸盐中的比例是温度的函数,”她说。“这就是神奇之处:它基于纯粹的热力学。”

迪伊补充说:“这个美丽的珊瑚记录对厄尔尼诺和拉尼娜现象非常敏感,这是基于它的位置。”他说:“我的合作者努力把珊瑚的记录扩展到一个我们知道有很多爆炸性火山爆发的时期,特别是在千年的上半叶。

“科学家们根据冰芯的记录重建了那些火山爆发的时间,”她说。“我们将最大规模火山喷发的时间与珊瑚记录进行了比较,以确定火山冷却事件是否对热带太平洋气候有任何影响。”

迪伊说,只有一些火山会向平流层发射颗粒物质,特别是硫酸盐颗粒,导致一种称为硫酸盐气溶胶强迫的现象。在平流层,硫酸盐颗粒反射入射的阳光,在短期内使地球降温。“但这种降温对热带太平洋的影响是不确定的,而且可能是区域性的,”她说。

迪伊说:“顺便说一句,我们的科学界使用了与我们评估的相同的气候模型来评估气候对使用硫酸盐气溶胶的地球工程和太阳辐射管理计划的反应。”科布和迪认为,这项研究对那些研究地球工程的人来说是一个警示。“毫无疑问,如果我们注入平流层气溶胶,我们将使地球变冷,”科布说。“这已经被展示和模拟了。我们想问的是,还会发生什么?我们能预测得多好呢?我们的工作确实激发了进一步的研究,以充实硫酸盐气溶胶对气候的全面影响。”

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