淡水海洋?没听错,过去15万年里,北冰洋曾两次充满淡水

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过去15万年里,北冰洋曾被900米厚的冰盖覆盖,并且至少两次充满淡水。这一惊人结论来自德国阿尔弗雷德·韦格纳研究所和海洋环境研究中心(MARUM)科学家合作开展的一项长期研究,相关论文于当地时间2月3日发表在《自然》期刊中。

大约6万到7万年前,在末次冰川期的最冷时段,北欧和北美的大部分地区都被冰盖覆盖,冰碛石等陆地沉积物便是陆地冰盖曾经存在的最佳证据。与之相反,大型冰盖在北冰洋留下的痕迹相对稀少。此次,通过对海洋沉积物的详细分析,科学家们证实:(至少)在两个冰川期内,北冰洋及北欧海洋曾不含海盐。两次淡水注入事件分别发生在大约7万到6万年前,以及15万到13万年前。

研究人员对采自北冰洋、弗拉姆海峡和北欧海洋不同地区的10个沉积物岩心进行了地质分析。他们发现一个重要的指标——钍-230在两个同样时期的样本中反复缺失。钍-230来自含盐海水中天然铀的衰变,会被海床沉积物吸收。由于半衰期长达75000年,它经常被视作天然的盐度指示计。“据我们所知,对钍-230缺失的唯一合理解释是,北冰洋曾两次完全由淡水组成。”论文作者之一、微藻类学家Jutta Wollenburg博士说。

当时,北冰洋盆地与太平洋之间的联系被完全切断。在北欧海域,延伸到海底的大型冰山或冰盖限制了水体交换。冰川的流动、夏季融化的冰水和流入的河流不断向北冰洋系统输入大量的淡水,其水量至少达到每年1200立方千米。其中一部分淡水被北欧海洋的冰盖阻碍,被迫通过狭窄的格陵兰-苏格兰海脊进入北大西洋,同时也让来自北方的盐水无法流入。上述因素导致了北冰洋的淡水化。“一旦这道‘冰墙’失效,盐水将再次充满北冰洋,”论文作者之一Walter Geibert说,“我们相信,这些盐水会快速替换掉较轻的淡水。”

这一猜想不仅有助于理解过去一系列气候波动之间的联系,还能解释以不同方式评估历史海平面时出现的明显差异。Walter Geibert解释道:“珊瑚礁的残骸表明,在某些寒冷时期,海平面要比我们利用南极冰芯或小型海洋生物钙质外壳推测得到的结果高一些。如果淡水也能‘存储’于海洋中,不同的海平面重建结果便能更吻合。”

此外,北冰洋的淡水释放也可用于解释末次冰期时的气候突变。在该事件的影响下,格陵兰的气温会在几年内上升8-10摄氏度,直到数百或数千年后才能恢复最初的低温。

原创编译:橘子 审稿:西莫 责编:陈之涵

期刊来源:《自然》

期刊编号:0028-0836

原文链接:https://phys.org/news/2021-02-arctic-ocean-shelf-ice-freshwater.html

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