新见解，上一个冰河时期太平洋翻转如何影响大气中的二氧化碳
深太平洋通常被认为是地球上最神秘的碳汇，在调节大气中的二氧化碳水平方面发挥着至关重要的作用。在探索地球海洋和大气之间复杂的碳循环的过程中，一项新的研究提供了宝贵见解。这项研究揭示了上次冰期期间深海环流模式如何影响大气CO2水平，从而显著影响全球气候的奥秘。
研究人员在南海南部HYIV2015 – B9站位研究了氧化还原敏感元素（VU-Mn ）和底栖有孔虫δ13C ，以重建末次冰期旋回中的氧合和碳信号，该梯度表明冰期太平洋深层分层增强，表明深海太平洋翻转缓慢，通过将冰期数据与现代数据进行了比较，以了解深太平洋环流的变化及其对碳储量和大气二氧化碳水平的影响。
研究发现，在冰期，深太平洋环流比间冰期更慢，这种缓慢的翻转导致太平洋深水区（PDW ）通风减少，翻转减少促进了太平洋深处呼吸碳储存的扩大，这导致冰河时期大气中的二氧化碳含量较低。
该研究结果强调，活跃的深海太平洋翻转，特别是受到地球倾斜度调节的南大洋上升流的影响，与大气中二氧化碳的上升密切相关。海洋环流和大气中二氧化碳水平之间这种错综复杂的相互作用凸显了深海太平洋在全球碳循环中的关键作用。
这项研究帮助我们了解冰期-间冰期周期期间地球气候系统的动态，并为预测未来的气候变化情景提供了宝贵的见解。
参考文献：Yanan Zhang a,Gang Li b c,Jimin Yu d e,Yi Zhong a c,Jianghui Du f,Xun Gong g h,Xiaodong Jiang i,Congcong Gai a,Shiying Li j,Qingsong Liu a c k，Response of atmospheric CO2 changes to the Abyssal Pacific overturning during the last glacial cycle. Global and Planetary Change Volume 244, January 2025, 104636,doi.org/10.1016/j.gloplacha.2024.104636
一、冰河时期缓慢的深海太平洋翻转如何促进深海碳储存？
缓慢翻转意味着太平洋深层海水通风减少，这意味着深海和海面之间的水混合和流动减少。由于通风减少，海洋生物产生的呼吸碳及其分解物在深海中累积，在正常情况下，这些碳会被带回海面并释放到大气中，但缓慢的循环将其困在深海中。深海呼吸碳的积累，由于缓慢翻转而促进，导致深太平洋碳储存量扩大，这一过程有效地从大气中去除二氧化碳并将其储存在海洋中，导致冰期大气二氧化碳水平降低。
海洋环流和碳循环之间的相互作用很复杂，但本质上，深水运动的减缓就像一个盖子，使更多的碳留在海洋中，而大气中的碳减少。
二、底栖有孔虫δ13C的研究如何帮助科学家了解地球碳循环的动态？
研究底栖有孔虫δ13C是了解地球碳循环动态的有力工具。δ13 C是底栖有孔虫体内稳定碳同位素13C与12C的比率，这些同位素比保存在有孔虫的方解石壳中，提供了数千年至数百万年碳循环的历史记录。
底栖有孔虫的δ13C同位素特征反映了深海水的混合和循环。通过分析δ13C，科学家可以推断水团的运动以及它们在冰期和间冰期的变化，这对于了解过去海洋环流的变化至关重要，因为海洋环流会直接影响碳循环。
δ13C数据有助于识别海洋中的碳源和碳汇。在海洋环流缓慢的时期，深海中呼吸碳（来自有机物降解的碳）的积累较多，这反映在较低的δ13C值上。相反，由于深水通风更有效并与表面交换碳，更活跃的循环会导致更高的δ13C值。
底栖有孔虫的δ13C值变化与大气中二氧化碳水平的变化有关。在冰期，较低的δ13C值表明深海中的碳储量较高，这与大气中的二氧化碳水平较低相对应。间冰期的δ13C值较高，表明从海洋向大气中释放了更多的碳，导致大气中的二氧化碳含量升高。
δ13C的变化为我们了解控制碳循环的生物和化学过程提供了依据。这包括了解生物生产力的作用、有机物的分解，以及这些过程如何受到海洋环流和气候变化的影响。
总之，底栖有孔虫δ13C是研究海洋碳循环过去变化的重要指标。它可以帮助科学家拼凑出海洋环流、碳储存和大气二氧化碳水平之间复杂的相互作用，从而揭示地质时间尺度上的地球气候系统。
三、思考
地球倾斜度的变化具体如何影响深海太平洋翻转和碳储存？
其他海洋盆地在冰期-间冰期循环中对调节大气中的二氧化碳起着什么作用？
不同的氧化还原敏感元素如何相互作用来发出海洋各个部分过去的氧合水平信号？
现代海洋环流模型能否准确复制从底栖有孔虫δ13C等代理数据推断出的过去的变化？
这些有趣的问题旨在激发你的思考，助你更深入地理解，希望能为你带来新的启示和帮助~~~
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