新的研究可能解釋了為什麼在數百萬年前的某個時期北極要溫暖得多,科學家說那個時期與今天地球的氣候最相似。
上新世中期(大約300萬年前)的氣候,在平均溫度和大氣中二氧化碳水平方面,與今天的條件非常吻合。但科學家們一直難以解釋一些差異。
對化石、花粉和海底沉積物巖芯樣本中包含的化學物質的分析表明,上新世中期北大西洋和北極比今天溫暖得多。但氣候模型一直未能準確重現過去北極的變暖。
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現在,美國和英國的研究人員表示,上新世北極與當今北極之間的差異可能歸結為海底地形的變化——特別是從格陵蘭延伸到蘇格蘭的一系列水下山脊和海峽。
格陵蘭-蘇格蘭海嶺,這座海底山脈將北大西洋盆地與北歐海盆地分隔開來。研究人員認為,在上新世中期,它大約深了300米(約984英尺)。
“地球物理學家過去曾研究過這條海嶺。這是一個熱點,地幔從海底下方湧出,”美國地質調查局的微體古生物學家、主要作者馬西·羅賓遜說。“當地球地殼受熱時會膨脹,遇冷時會凝結,這會改變海嶺的高度。”
羅賓遜和她的同事調整了他們的氣候模型,以考慮上新世中期海嶺的深度,“幾乎像變魔術一樣,資料和模型結果非常吻合,”她說。
對“後報”的幫助
今天,當北大西洋海水下沉到更深處時,海嶺會將其捕獲,並將其重新導向赤道。但新的研究表明,在上新世中期,當海嶺較低時,它允許深海洋流自由流動。這最終增加了溫暖地表水的流動,導致北大西洋和北極地區異常變暖。
羅賓遜說,這項研究結果可能有助於提高氣候模型的準確性,從而更好地預測未來氣候。
這是因為使用模型的科學家透過觀察模型在多大程度上可以複製過去的氣候來測試模型,這個過程稱為“後報”。有人認為,如果一個模型能夠準確地重現過去的情況,研究人員就可以對該模型預測未來氣候的能力更有信心。
但羅賓遜表示,仍有工作要做,以檢驗關於格陵蘭-蘇格蘭海嶺對上新世時期北極和北大西洋影響的新理論。
例如,她和她的同事在最初的研究中使用了簡化的海嶺模型。
羅賓遜說:“[古氣候]資料顯示海嶺僅下降了約300米。“在這項研究中,我們只是移除了它們。這相當於下降了約800米,超過了實際情況。但這是一項初步研究。”
她說,研究團隊計劃進行新的分析,以納入更真實的下降和海嶺情況。
該研究於上個月在期刊Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology上線上發表。其作者包括來自美國地質調查局、英國地質調查局和英國幾所大學的研究人員。
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