大氣CO2含量在最近150年內(nèi),從~300ppm增加到~400ppm。這些增加的大氣CO2是否為全球變暖的元兇,還存在著諸多爭論。過去海-陸-氣之間的碳收支是認(rèn)識大氣CO2在氣候變化中所起作用的一把鑰匙。約7萬年前,即深海氧同位素階段4和5的過渡期(MIS 4-5),是地球氣候進入冰期的一個重要轉(zhuǎn)折期。在約一萬年的過渡期間,海平面下降了60多米,大氣CO2降低了約30ppm,相當(dāng)于有~60Gt(1Gt=1×109噸)從大氣中丟失了。那么,該過渡期大氣中的碳到底去了哪里,至今仍舊是一個謎。
由澳大利亞國立大學(xué)和中科院地球環(huán)境所組成的國際研究團隊,通過多個鉆孔中底棲有孔蟲B/Ca比值重建的深層海水碳酸根離子含量([CO32-])的變化,定量估算了MIS 4-5過渡期大西洋深部(>~3公里)碳的儲量。
結(jié)果表明,在MIS 4-5過渡期,深層海水[CO32-]降低了~25mol/kg,表明在一萬年時間內(nèi)大西洋深部海水形成了一個巨大的碳庫,其碳儲量增加了至少~50Gt,其量級與同期大氣丟失的~60Gt碳基本相當(dāng)。結(jié)合模擬結(jié)果,該研究進一步發(fā)現(xiàn)這些增加的碳與大西洋經(jīng)向反轉(zhuǎn)環(huán)流變淺作用密切相關(guān)。該研究對理解冰期-間冰期尺度碳循環(huán)機制及其對氣候變化的影響具有重要意義,也有助于深入認(rèn)識全球變暖情形下大氣和海洋之間復(fù)雜的相互作用。相關(guān)研究成果以“Sequestration of carbon in the deep Atlantic during the last glaciation”(末次冰期大西洋深海碳封存)為題在線發(fā)表于《自然·地球科學(xué)》雜志。