太平洋深处的历史冷却时期仍在继续
海洋有着悠久的记忆。当今天的太平洋深处的水最后看到阳光,查理曼是神圣罗马帝国皇帝,宋朝统治中国和牛津大学刚刚举行了它的第一堂课。在那个时期,在9世纪到12世纪之间,地球的气候在16世纪左右定居的小冰河时期的寒冷之前普遍变暖。现在海洋表面温度又回升,但问题是,海洋中最深的部分是否知道这一点?
来自伍兹霍尔海洋研究所(WHOI)和哈佛大学的研究人员发现,太平洋深海在温度方面落后了几个世纪,并且仍在适应进入小冰河时代。尽管大部分海洋都在应对现代变暖,但太平洋深处可能正在降温。
“这些水域如此古老,并且在这么长时间内没有接近水面,他们仍然”记得“几百年前欧洲经历了历史上最寒冷的冬天时发生的事情,”物理海洋学家Jake Gebbie说道。在WHOI和2019年1月4日发表在“科学”杂志上的研究的主要作者。
“气候在所有时间尺度上都有所不同,”哈佛大学地球与行星科学教授,该论文的共同作者Peter Huybers补充道。“一些区域变暖和降温模式,如小冰河时代和中世纪暖期,都是众所周知的。我们的目标是建立一个模型,了解海洋的内部特性如何响应地表气候的变化。”
该模型显示的是令人惊讶的。
“如果地表海洋在上一个千年的大部分时间里一般都在降温,那么与现代变暖隔绝的海洋部分可能仍在降温,”Gebbie说。
当然,该模型是对实际海洋的简化。为了测试这一预测,Gebbie和Huybers将模型中发现的冷却趋势与19世纪70年代HMS Challenger上的科学家和20世纪90年代世界海洋环流实验的现代观测结果进行了对比。
HMS Challenger是一艘三桅帆船,最初设计为英国军舰,被用于第一次探索世界海洋和海底的现代科学探险。在1872年至1876年的探险期间,温度计被降低到海洋深度,记录了超过5,000次温度测量。
“我们筛选了这些异常值的历史数据,并考虑了与温度计的压力影响和用于降低温度计的麻绳伸展相关的各种校正,”Huybers说。
研究人员随后将HMS挑战者数据与现代观测数据进行了比较,发现全球海洋大部分地区变暖,正如20世纪地球变暖所预期的那样,但在太平洋深处约2公里深处降温。
“预测和观察到的趋势之间的密切对应使我们相信这是一个真实的现象,”Gebbie说。
这些发现意味着,在现代变暖开始之前的地表气候变化仍然会影响当今气候变暖的程度。以前对地球在上个世纪吸收了多少热量的估计假设了一个在工业革命开始时处于平衡状态的海洋。但Gebbie和Huybers估计,太平洋的深冷却趋势导致20世纪吸收的热量向下修正了约30%。
“在太平洋深处显然已经存在使海洋与温室气体含量更高的海洋达到平衡所需的部分热量,”Huybers说。“这些发现增加了理解中世纪暖期和小冰期的原因的动力,以此作为更好地了解现代变暖趋势的一种方式。”
该研究由James E.和Barbara V. Moltz奖学金和国家科学基金会资助OCE-1357121和OCE-1558939资助。