在每个冰河时代结束时，海洋都会呼出二氧化碳。科学家们认为这解释了冰河时代（二氧化碳浓度较低）与像我们现在所处的更温暖、二氧化碳更饱和的时期之间大气二氧化碳浓度的差异。
然而，当冰河时代结束时，是什么原因导致二氧化碳从海洋中释放出来，仍然是海洋学家试图解开的谜题。目前主要的假设是，主要不是海洋环流，而是南极洲附近南大洋风的位置或强度的变化迫使深海海水上涌，然后将二氧化碳释放到大气中。
但昨天发表在《自然》杂志上的研究驳斥了这一观点，认为主要是海洋环流的变化，而不是风，主要导致深海水在南极洲附近浮出水面，并将二氧化碳呼出到大气中。
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“在这所有针对风的科学能量和调查中，出现了这篇论文，它说，实际上根本不是风，而是其他原因。这就是它令人兴奋的原因，”罗格斯大学海洋与海岸科学研究所的海洋学家伊丽莎白·西克斯说道，她在《自然》杂志的配套“新闻与观点”文章中讨论了这篇论文。
瑞士苏黎世联邦理工学院地质研究所的古海洋学家，同时也是该研究的主要作者内勒·梅克勒解释了海洋学家为何关心这个问题。
“其中一个大问题是：为什么冰河时代的气候和二氧化碳水平与温暖时期如此不同？这仍然是古气候学中的一个大谜题，”她说。
由于海洋是冰河时代未存在于大气中的大部分二氧化碳的储存地，因此了解二氧化碳如何在海洋和大气之间交换非常重要。
可以改进气候模型的步骤
更好地理解大气和海洋如何沟通和交换二氧化碳等物质，也有助于改进气候模型和未来预测。
在这项最新研究中，梅克勒提出的二氧化碳被促使离开海洋的方式“与我们之前看到的解释截然不同”，西克斯说。
从冰河时代结束到南大洋二氧化碳大量释放需要几个步骤。以下是梅克勒的解释。
在每个冰河时代末期，大规模冰川融化引发了北部海洋中大量淡水的释放，“基本上在北大西洋上形成了一个淡水盖子”。
这个低密度水的盖子关闭了大西洋深水的形成。深水是寒冷、高密度的水，会下沉到海洋深处。
梅克勒说，这基本上阻止了正常的南北海洋环流。因此，来自大气的热量通常会在海洋中循环，但现在开始向下扩散到海底。通常，高密度水会下沉到密度较低的水下方。
然而，这种热量使通常既非常寒冷又高密度的深海海水变暖，因此密度降低。
在南极洲周围，即使是表层海水也已经非常寒冷和高密度，一些深海海水（也富含碳）最终也变得足够温暖，以至于其密度低于上方的水。
南大洋的释放点
“当这种情况发生时，”梅克勒说，“你就自动产生了深海和大气之间的沟通。这样一来，二氧化碳就会在南大洋释放到大气中。”
梅克勒实际上是通过观察非洲热带地区附近的一个区域来弄清楚这一点的，该区域远离两极。她和她的同事采集了沉积物岩芯，并追踪了何时出现大量的硅酸盐沉积物。
硅脉冲与每个冰河时代的结束完全吻合。那时，那里的海水中有大量的营养物质，因为被称为硅藻的小型生物（它们有硅质外壳）能够茁壮成长。当它们死亡时，它们的外壳沉入海底，形成了梅克勒在岩芯中看到的层。
营养物质也来自深海，之所以能够存在并供硅藻利用，是因为南北环流的关闭未能将其带走，而同样的关闭也迫使深海释放出碳，梅克勒说。
罗格斯大学的西克斯指出，还需要在该领域做更多的工作，但她说这篇论文很重要，因为在所有关注风作为驱动南大洋二氧化碳释放的主要原因的背景下，这篇论文“让海洋重新掌控了一切”。
转载自 Climatewire，经 Environment & Energy Publishing, LLC 许可。www.eenews.net, 202-628-6500