为什么地球每10万年会经历一次冰期？| GEOLOGY 论文推荐

海洋周期性地吸收二氧化碳

来源 Cardiff University

翻译 韩宇

审校 访冬

冰岛冰川

图片来源：wikipedia

为什么我们的星球每10万年会经历一次冰期？来自卡迪夫大学的专家为我们提供了一种解释。

这种被称为“10万年问题” 的神秘现象在过去约100万年间导致北美洲、欧洲和亚洲被大量冰川覆盖，但直到现在，科学家也无法解释为什么会发生这种现象。

早期地球冰期往往每4万年出现一次且间冰期的夏季更加凉爽，这种可预测的地球季节性变化对科学家而言是有科学意义的。

然而100万年前出现了一个称为“中更新世气候转型”（Mid-Pleistocene Transition）的重要时期，这期间冰期的出现由每4万年变为10万年。

最新研究认为该现象可能由海洋引起，特别是通过吸收大气中二氧化碳的方式。

通过对海底微生物化石化学成分的分析，研究团队发现在每隔10万年的冰期中会有更多的二氧化碳储存进深海。

这一发现认为，该时期额外的大气二氧化碳被海洋固定，随后地球气温降低并导致大量冰川席卷北半球。

文章第一作者、地球与海洋科学学院教授 Carrie Lear 说：“我们可以想象海洋对二氧化碳的吸收和释放所起到的作用。冰川扩张是因为海洋从大气中吸收了更多二氧化碳使地球变得更冷；当海洋向大气中释放二氧化碳时，地球变暖，冰川就会退缩。”

 “通过对海底微生物化石的分析我们得知，随着冰川每10万年的出现和消退，海洋在寒冷时期吸收了更多二氧化碳，这意味着大气中的二氧化碳越来越少。”

由于二氧化碳是光合作用的基本原料，海藻在固定二氧化碳中扮演着重要角色。

深层海水随上升流涌至海洋表层，同时把二氧化碳释放到大气中。但是大量海冰的存在可以阻止二氧化碳的释放，这导致冰川扩大且冰期延长。

Lear 教授继续说道：“让我们想象一下海洋吸收和释放二氧化碳的过程，大量的海冰就像是一块巨大的硬糖，如同一个盖子罩在海洋上。”

现在的地球气候正处于两个冰期间的温暖阶段。上次冰期结束于1.1万年前，自那时起，气温和海平面上升，冰盖退到了两极。除自然周期外，人为二氧化碳排放也在影响着气候变暖。

文章来源

http://phys.org/news/2016-10-planet-ice-age-years.html#

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论文基本信息

【题目】Breathing more deeply: Deep ocean carbonstorage during the mid-Pleistocene climate transition

【作者】Caroline H. Lear, Katharina Billups, RosalindE.M. Rickaby, Liselotte Diester-Haass, Elaine M. Mawbey, and Sindia M. Sosdian1

【刊期】GEOLOGY

【日期】October 20, 2016

【DOI】10.1130/G38636.1

【摘要】The ~100 k.y. cyclicity of the latePleistocene ice ages started during the mid-Pleistocene transition (MPT), asice sheets became larger and persisted for longer. The climate system feedbacksresponsible for introducing this nonlinear ice sheet response to orbitalvariations in insolation remain uncertain. Here we present benthicforaminiferal stable isotope (d18O, d13C) and trace metal records (Cd/Ca, B/Ca,U/Ca) from Deep Sea Drilling Project Site 607 in the North Atlantic. During theonset of the MPT, glacial-interglacial changes in d13C values are associatedwith changes in nutrient content and carbonate saturation state, consistentwith a change in water mass at our site from a nutrient-poor northern sourceduring interglacial intervals to a nutrient-rich, corrosive southern sourceduring glacial intervals. The respired carbon content of glacial Atlantic deepwater increased across the MPT. Increased dominance of corrosive bottom watersduring glacial intervals would have raised mean ocean alkalinity and loweredatmospheric pCO2. The amplitude of glacial-interglacial changes in d13Cincreased across the MPT, but this was not mirrored by changes in nutrientcontent. We interpret this in terms of air-sea CO2 exchange effects, whichchanged the d13C signature of dissolved inorganic carbon in the deep water masssource regions. Increased sea ice cover or ocean stratification during glacialtimes may have reduced CO2 outgassing in the Southern Ocean, providing anadditional mechanism for reducing glacial atmospheric pCO2. Conversely,following the establishment of the ~100 k.y. glacial cycles, d13C ofinterglacial northern-sourced waters increased, perhaps reflecting reducedinvasion of CO2 into the North Atlantic following the MPT.

【原文链接】http://geology.gsapubs.org/content/early/2016/10/20/G38636.1.full.pdf+html

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