入侵北極:大西洋浮游生物揭示了地球過去的無冰海洋
對沉積物岩芯中微化石含量的分析表明,在末次冰期,一種通常出現在與大西洋水域相關的亞極地地區的物種向北冰洋大幅擴展。這表明北極在這一時期經歷了無冰的夏季。研究結果發表在《自然-地球科學》(Nature Geoscience)雜誌上。
2021 年夏天,瑞典奧登號破冰船在北冰洋邊緣冰區拍攝的照片。圖片來源:Flor Vermassen
北極海冰是地球系統的重要組成部分,在氣候變暖的情況下正在迅速消失。預計夏季海冰將在本世紀內完全消失。為了更深入地了解沒有北極海冰的世界的氣候動態,研究人員轉而研究地質過去的物質。
斯德哥爾摩大學博士後研究員弗洛爾-維爾馬森(Flor Vermassen)說:”公元前12.9 萬年到公元前11.5 萬年之間的末次冰期是一個有趣的研究時期,因為這是地球歷史上最後一次全球平均氣溫與目前相似或更高的時期,海平面也大大升高,高達+6 至+9 米。”
浮游有孔蟲Turborotalita quinqueloba 的掃描電子顯微鏡圖像。比例尺= 100 微米。圖片來源:Flor Vermassen
然而,這一時期的海冰範圍一直存在激烈的爭論,沒有達成共識,這限制了對這一時期的了解,也限制了研究人員在氣候模型中模擬這一時期的能力。
為了解決這個問題,斯德哥爾摩大學海洋地質科學系的一個海洋地質研究小組分析了一系列沉積物岩芯中的微化石含量,這些岩芯來自今天直接位於現代北極冰群最厚部分之下的地點。浮游有孔蟲是一種自由浮游、造殼的單細胞浮游動物,對海洋和環境條件的變化非常敏感。
研究人員發現了典型的亞極地大西洋水域物種Turborotalita quinqueloba 的高豐度,記錄了該物種向北冰洋中部的大規模擴張。T. quinqueloba的生態偏好主要集中在大西洋典型的無冰、季節性豐產水域,這表明它是在追隨擴散到北冰洋中部的類似條件。在末次冰期,夏季海冰的缺失和大西洋洋流對北冰洋海域的影響增大,類似於今天在北極部分地區觀察到的海洋變化,統稱為北冰洋的’大西洋化’。
“末次冰期北冰洋季節性無冰的發現令人擔憂,因為這一時期的溫度僅比工業化前水平高出約1.5°C,與《巴黎協定》的目標相當。”弗洛爾-維爾馬森說:”然而,全球海平面估計比現在高出數米。”
因此,研究人員建議將末次冰期作為研究季節性無冰北冰洋的最近和潛在的最相關地質年代,尤其是在《巴黎協定》的目標沒有被超越的情況下。
Flor Vermassen 說:”為了全面了解末次冰期這個陌生的北極地區的物理條件和環境,需要對海面溫度和其他水團參數進行更多的定量代用重構,同時對同一時期的氣候和海洋學模型進行有針對性的研究。”