為什麼一百萬年前的冰川周期會加劇?研究人員在大西洋的海床上找到了線索

大約一百萬年前,地球發生了一件大事。地球的氣候系統對我們圍繞太陽的軌道變化的反應發生了重大轉變。這一轉變被稱為”中更新世過渡”。在中更新世過渡期之前,冰川期(較冷)和間冰期(較熱)之間的循環每4.1萬年發生一次。在MPT之後,冰川期變得更加強烈–強烈到足以在北半球形成持續10萬年的冰層。這使地球出現了有規律的冰期周期,並一直持續到人類時代。

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一項新的研究表明,一百萬年前,冰川開始更持久地粘在它們的床面上,引發了更長的冰期周期。這裡,從冰島Breiðamerkurjökull冰川排出的冰塊在前往大西洋的路上。

科學家們長期以來一直對引發這一現象的原因感到困惑。一個可能的原因是一種叫做米蘭科維奇周期的現象–地球軌道和朝向太陽的周期性變化影響了地球吸收的能量數量。科學家們同意,這一直是數百萬年來冷暖交替的主要自然驅動力。然而,研究表明,米蘭科維奇周期在一百萬年前並沒有發生任何種類的大變化,所以很可能是其他東西在起作用。

與米蘭科維奇周期同時發生的是,一個幫助全球範圍內移動熱量的大型洋流系統經歷了嚴重的削弱。該系統通過大西洋向北輸送熱量,是大西洋經向翻轉環流(AMOC)。這種減慢與冰川期的轉變有關嗎?如果是的話,是怎樣的,為什麼?這些一直是公開且無人回答的問題。2021年11月8日,發表在《美國國家科學院院刊》上的一篇新論文提出了一個答案。

研究人員分析了在南大西洋和北大西洋採集的深海沉積物的岩芯,古代深海水域從那裡經過並留下了化學線索。”我們發現的是北大西洋,就在這次崩潰之前,與盆地的其他地方表現得非常不同,”主要作者Maayan Yehudai說,他作為哥倫比亞大學拉蒙特-多爾蒂地球觀測站的博士生做了這項工作。

在那次大洋環流崩潰之前,北半球的冰原開始更有效地“粘”在基岩上。這導致冰川比以前更厚。這反過來又導致了比以前更大的全球降溫,並擾亂了大西洋的熱量傳送帶,從而帶來了更強的冰期和冰期周期的轉變。

這項研究支持了一個長期爭論的假設,即在以前的冰期中逐漸清除積累的滑溜溜的大陸土壤,使冰層更緊密地附着在下面更古老、更堅硬的結晶基岩上,並變得更厚、更穩定。研究結果表明,就在AMOC減弱之前,這種增長和穩定影響了全球氣候。

Yehudai說:”我們的研究解決了自冰河時代開始以來我們最大的氣候變化的最大問題之一。這是最重大的氣候轉變之一,我們並不完全了解它。我們的發現將這一變化的起源歸結為北半球和在那裡演化的冰原,因為它們推動了這一轉變,使我們今天觀察到的氣候模式。這是理解造成這種變化的原因和它的來源的非常重要的一步。它強調了北大西洋地區和海洋環流對現在和未來氣候變化的重要性”。

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