重大地质历史灾变后 地球气候系统会自我修复新知

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    为什么地质历史时期地球经历一段较长的冷期后,便迅速经历一个相对较短的气候变暖期,随后又再次重复?最近,中科院地球化学研究所的研究人员研究这种冷暖转变的背景时发现,这涉及到南北两个半球气候过程之间的相互作用及其机制问题。

    该所环境地球化学国家重点实验室、中科院第四纪科学与全球变化卓越创新中心研究员洪冰课题组与阿根廷、日本等国科研人员合作,在国际地学期刊《地球科学评论》上提出证据,表明来自北半球高纬度巨量的融冰洪水倾泻入北大西洋,导致大西洋经向倒转环流的运转变慢甚至停止,从而导致地球系统能量的重新分配,让北半球变冷而南半球变暖,出现一个正相的半球热梯度或半球间温度反差,使得地球热带辐合带和南半球西风带的平均纬度位置向南极方向移动;与此同时,起源于南半球的印度洋夏季风强度也随之转弱。

    洪冰介绍,这种变化过程显示了北半球对南半球的影响,而南半球是否影响、如何影响北半球,还未可知。他们的这项研究,进一步阐明了南半球西风带的活动特征,指出在大约南纬47度附近存在一个风力最强又相对稳定的核心区;南半球西风带对不同相位的半球间温度反差的响应,表现为以大约南纬47度为轴,向地球南极或赤道方向摆动的过程。

    此外,研究认为在末次冰期一系列突出的寒冷事件中,当灾难性的融冰洪水对地球气候系统造成冲击时,也同时启动了地球气候系统的自我修复过程。其结果不仅把更多大洋深处的二氧化碳释放到大气环境中,导致南北半球的不同变暖,也增强了对南大洋深层水的拉动作用,并最终导致大西洋经向倒转环流重新加快运转,使北半球变暖而南半球变冷。

    研究结果凸显了南北半球气候系统的关联特征,特别是南半球西风在其中所起的重要作用,揭示了面对地质历史上的重大灾变,地球气候系统具有自我修复能力。这一成果对地球系统科学研究具有重要意义。(记者赵汉斌)

    (责编:赵春晓、吕骞)