■記者 張瀟

　　5月16日，記者從中科院地球環(huán)境研究所獲悉， 5月15日，《自然通訊》發(fā)表了該所黃土與第四紀地質(zhì)國家重點實驗室客座研究員于際民博士，以及該所金章東研究員和張飛博士為共同作者的一項有關(guān)全球碳收支的研究成果，發(fā)現(xiàn)冰期北大西洋碳吸收增強及其對大氣CO2（二氧化碳）降低的關(guān)鍵作用，可以協(xié)助我們更好的預(yù)測未來氣候變化。

　　為研究CO2變化機制提供新手段

　　在地球的漫長演化歷史上，冰期與間冰期交替發(fā)生。新的研究表明，末次盛冰期約兩萬年前，也就是距我們最近的極寒冷時期，北大西洋碳吸收顯著增強，其對大氣二氧化碳（CO2）的降低起到了關(guān)鍵作用。

　　原來，揭示地球大氣CO2含量的變化歷史及其導(dǎo)致這些變化的機制一直以來是古氣候?qū)W研究的熱點，因為從中獲得的碳循環(huán)和氣候變化機制可以協(xié)助我們更好的預(yù)測未來氣候變化。從南極采集的標本——冰芯記錄顯示，在兩萬年前的末次盛冰期，大氣CO2的濃度比溫暖的全新世（1萬年前至公元1850年）低。那么，冰期的大氣CO2到哪里去了呢？又是受哪些機制控制呢？過去幾十年來，這些全球性問題吸引了古海洋、古氣候?qū)W界的廣泛關(guān)注。

　　據(jù)介紹，該研究發(fā)現(xiàn)，冰期大氣CO2的降低不僅受南大洋碳排放減少的影響，也和北大西洋碳吸收的增加密切相關(guān)。這一結(jié)論是基于海洋沉積物中多指標重建而得出的。更重要的是，該研究首次有效地“分離”出了與海洋-大氣CO2交換通量的信號，這為研究過去大氣CO2的變化機制提供了新手段。

　　首次估算海洋-大氣之間交換CO2的變化幅度

　　原來，大量數(shù)據(jù)顯示，海洋是地球系統(tǒng)中最大的碳庫，海洋碳庫是大氣的50倍，陸地生態(tài)系統(tǒng)的20倍，大洋碳儲庫變化對大氣CO2有非常重要的影響?，F(xiàn)在普遍接受的觀點是，大氣CO2的變化主要受控于南大洋CO2釋放強度的變化。不過，與其它系統(tǒng)一樣，大氣CO2濃度的變化既受“碳源”（如南大洋）的控制，也會受到“碳匯”，也就是吸收大氣中的二氧化碳，并將其固定（如北大西洋）的控制，大氣CO2濃度是兩者相對變化共同影響的結(jié)果。雖然科學(xué)家對南大洋碳儲庫已有很多研究，但是我們對北大西洋這個碳匯的變化歷史卻知之甚少，這妨礙了我們對大氣CO2系統(tǒng)的全面認識。在一定程度上，這是由于對北大西洋碳循環(huán)研究手段的匱乏所致。

　　那么，如何獲取沉積巖芯呢？沉積巖芯的獲取設(shè)備很多，基本的取樣器原理很簡單：利用自身重力沉入水下，收集器是一個下面開口的塑料管，裝置提升時開口自動關(guān)閉，取樣越深，需要的工具越來越復(fù)雜，需要搭建水面平臺。于際民開發(fā)了一個估計海洋-大氣CO2交換通量的新方法，國際上首次估算了北大西洋海洋-大氣之間交換CO2的變化幅度。與其它指標方法比較，該方法的一個優(yōu)點是：所得的海洋-大氣CO2交換通量可與大氣CO2變化更直接的聯(lián)系起來。結(jié)果表明，與全新世相比，在末次盛冰期北大西洋吸收CO2的效率高了兩倍。

　　計算表明，冰期北大西洋的高效碳吸收導(dǎo)致大洋深海碳存儲提升約100千兆噸，相當(dāng)于約50 ppm大氣CO2的降低。這些數(shù)據(jù)說明，北大西洋的碳吸收對冰期大氣CO2的降低起到了很大的作用。北大西洋更大的經(jīng)向海表水溫差、更高的營養(yǎng)物質(zhì)利用率可能導(dǎo)致了該海區(qū)冰期碳吸收效率增高的主要原因。同時，該論文所開發(fā)的研究方法為估算南大洋海洋-大氣CO2變化歷史，以至更全面地認識南大洋-北大西洋在大氣CO2變化中的相對重要性提供了新的視角和途徑。

　　該研究成果于2019年5月15日在線發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《自然通訊》（Nature Communications）上。研究團隊由來自澳大利亞、美國、英國和中國的14人組成。此項工作得到黃土與第四紀地質(zhì)國家重點實驗室和中國科學(xué)院對外合作重點項目等的支持。

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