地球过去的极端高温事件导致深海环流减少 预示未来气候混乱

地球过去的极端高温事件导致深海环流减少 预示未来气候混乱 在最近发表在《美国国家科学院院刊》上的这项研究中,研究人员利用从古代深海沉积物中发现的贝壳化石,发现了 5000 万年前传送带是如何应对极端高温事件的。当时的地球气候与本世纪末预测的情况相似,如果不采取重大行动减少碳排放的话。海洋在调节地球气候方面发挥着至关重要的作用。它们将赤道的暖水向南北两极流动,平衡地球的温度。如果没有这个循环系统,热带会更热,而两极则会更冷。这一系统的变化与重大和突然的气候变化有关。此外,海洋在清除大气中的人为二氧化碳方面起着至关重要的作用。第一作者、加州大学地球与行星科学系副主任桑德拉-柯特兰-特纳(Sandra Kirtland Turner)说:"海洋是目前地球表面最大的碳库。""今天,海洋中含有近 40000 亿吨碳,是大气中碳含量的 40 多倍。海洋还吸收了大约四分之一的人为二氧化碳排放量,"Kirtland Turner 说。"如果海洋环流减慢,海洋对碳的吸收也会减慢,从而增加留在大气中的二氧化碳量。"_ueditor_page_break_tag_有孔虫贝壳帮助科学家拼凑出始新世时期的海洋运动图景,当时大气中的高碳含量导致海水交换速度减慢。资料来源:Marci Robinson,美国地质调查局以前的研究已经测量了地球较近地质时期海洋环流的变化,如上一个冰河时期的变化;但是,这些变化并不能近似地反映当今大气中二氧化碳的水平或地球变暖的情况。其他研究提供了第一个证据,表明深海环流,特别是北大西洋的环流已经开始减缓。为了预测海洋环流如何应对温室气体导致的全球变暖,研究小组将目光投向了始新世早期,即大约4900万年前到5300万年前。当时的地球比现在要温暖得多,在高热基线上,二氧化碳和温度会出现峰值,这种峰值被称为"高热"(hyperthermals)。在此期间,深海的温度比现在高出 12摄氏度。在远古时期,海洋的温度又上升了 3 摄氏度。柯特兰-特纳说:"尽管人们对高热事件的确切原因还存在争议,而且它们发生在人类出现之前很久,但这些高热事件是我们对未来气候变化的最好模拟。"加州大学河滨分校的 Sandra Kirtland Turner 和海洋岩芯沉积物样本。图片来源:综合大洋钻探计划有孔虫:古代海洋的微小指标通过分析来自全球不同海底地点的微小贝壳化石,研究人员重建了这些过热事件期间的深海环流模式。这些贝壳来自名为有孔虫的微生物,有孔虫生活在世界各地的海洋中,包括海面和海底。它们的大小与句末的句号差不多。柯特兰-特纳说:"生物在制造外壳的过程中,会吸收海洋中的元素,我们可以测量这些外壳的化学成分差异,从而广泛地重建有关古代海洋温度和环流模式的信息。"贝壳本身由碳酸钙构成。碳酸钙中的氧同位素是生物生长的水温和当时地球上冰量的指标。研究人员还研究了贝壳中的碳同位素,这反映了采集贝壳的海水的年龄,或海水与海洋表面隔离的时间。通过这种方法,他们可以重建深层海水的运动模式。有孔虫不能进行光合作用,但它们的外壳能显示附近其他生物(如浮游植物)光合作用的影响。光合作用只在表层海洋中进行,因此最近在表层的水具有富含碳-13的信号,当这些水沉入深海时,这种信号就会反映在贝壳上。相反,长期与地表隔绝的水,随着光合生物残骸的下沉和腐烂,积累了相对较多的碳-12。因此,与'年轻'的水相比,老水的碳-12含量相对较多。气候模型和现代预测科学家经常利用计算机气候模型对当今的海洋环流进行预测。他们利用这些模型来回答这样一个问题:"随着地球不断变暖,海洋会发生怎样的变化?"该研究小组同样利用模型模拟了远古海洋对气候变暖的反应。然后,他们利用有孔虫贝壳分析来帮助检验气候模型的结果。在始新世时期,大气中的二氧化碳含量约为百万分之 1,000 (ppm),这导致了当时的高温。如今,大气中的二氧化碳含量约为百万分之 425。然而,人类每年向大气中排放近 370 亿吨二氧化碳;如果这种排放水平持续下去,到本世纪末可能会出现与早始新世类似的情况。因此,当务之急是尽一切努力减少排放。她说:"这不是一个全有或全无的情况。在碳排放问题上,每一点渐进的变化都很重要。即使是二氧化碳的少量减少,也会减少对自然界的影响、生命损失和变化。"编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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中国将建立电力二氧化碳排放因子常态化发布机制 中国生态环境部、国家统计局发布公告称,将建立电力二氧化碳排放因子常态化发布机制,并拟于2024年尽早发布2022年电力二氧化碳排放因子。 根据《人民日报》星期二(4月16日)报道,中国生态环境部、国家统计局发布《关于发布2021年电力二氧化碳排放因子的公告》。 此次发布的2021年电力二氧化碳排放因子,分为三种口径,包括2021年全国、区域及省级电力平均二氧化碳排放因子,2021年全国电力平均二氧化碳排放因子(不包括市场化交易的非化石能源电量)和2021年全国化石能源电力二氧化碳排放因子。 据介绍,电力二氧化碳排放因子是核算电力消费二氧化碳排放量的重要基础参数。本次发布的电力二氧化碳排放因子可供不同主体核算电力消费的二氧化碳排放量时参考使用,是落实《关于加快建立统一规范的碳排放统计核算体系实施方案》中“统筹推进排放因子测算”要求的重要举措,为碳排放核算提供基础数据支撑。 公告说,下一步,生态环境部、国家统计局将建立电力二氧化碳排放因子常态化发布机制。根据基础数据更新情况,拟于2024年尽早发布2022年电力二氧化碳排放因子。 2024年4月16日 8:16 PM

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新研究发现海洋转换断层是重要的、被低估的碳汇

新研究发现海洋转换断层是重要的、被低估的碳汇 新的研究发现,海洋转换断层是重要的、以前被低估的二氧化碳汇对现有的地球地质碳循环概念提出了挑战。这项研究强调了自然地质排放在塑造地球气候历史中的关键作用,并强调了在应对当代气候变化的背景下深入了解这些过程的必要性。上图为改变的地幔岩石切片。图片来源:Solvin Zankl构造断裂是构造板块相互移动的地方,是地球上三大板块边界之一,全球长度约为 4.8 万公里,其他板块边界分别是全球洋中脊系统(约 6.5 万公里)和俯冲带(约 5.5 万公里)。几十年来,人们一直在研究洋中脊和俯冲带的碳循环。相比之下,科学家们对海洋转换断层中的二氧化碳关注相对较少,在相当长的一段时间里,转换断层被认为是"有点无聊"的地方,因为那里的岩浆活动很少。"克莱因说:"我们现在拼凑起来的结果是,沿着这些海洋转换断层暴露出来的地幔岩石可能是一个巨大的二氧化碳汇。"地幔的部分融化释放出二氧化碳,这些气体碳夹杂在热液中,与靠近海底的地幔发生反应,并在那里被捕获。首席科学家弗里德-克莱因(Frieder Klein)和"深海漫游者"号领航员艾伦-斯考特在探索水下碳酸盐平台。图片来源:Novus Select《美国国家科学院院刊》(PNAS)上发表的一项新的期刊研究报告的第一作者克莱因说:"这是地质碳循环中以前不为人知的一部分。由于在以前对全球二氧化碳地质通量的估算中没有考虑到转换断层,因此岩浆二氧化碳向改变了的洋幔和海水的质量转移可能比以前想象的要大。"地质排放与气候克莱因说:"与人为二氧化碳(或人类驱动的二氧化碳)相比,转换断层排放的二氧化碳量可以忽略不计。然而,从地质时间尺度来看,在人类排放如此多的二氧化碳之前,地球地幔(包括转换断层)的地质排放是地球气候的主要驱动力。"正如论文所述,据估计,全球人为二氧化碳排放量 约为每年 36 千兆吨(Gt),这使大气和水圈的平均地质排放量(每年 0.26 千兆吨)相形见绌。然而,在地质时间尺度上,来自地球地幔的二氧化碳排放量在调节地球气候和宜居性以及包括海洋、大气层和岩石圈在内的地表储层中的碳浓度方面发挥了关键作用,当然,这是在人类活动燃烧化石燃料之前。通过地质研究了解气候变化"为了充分了解现代人类造成的气候变化,我们需要了解地球深层过去的自然气候波动,这与地球自然碳循环的扰动息息相关。我们的工作提供了有关地球地幔和海洋/大气系统之间碳长时间尺度通量的见解,"该研究的合著者、佛蒙特州本宁顿学院教师蒂姆-施罗德(Tim Schroeder)说。"数百万年来,这种碳通量的巨大变化导致地球气候变得比现在温暖或寒冷得多。"为了更好地了解地幔和海洋之间的碳循环,研究人员分析了圣保罗转换断层中"地幔橄榄岩矿物碳化过程中"皂石和其他含镁集合体的形成。认为该断层是富含二氧化碳的热液流体的通道,而橄榄岩的碳化则可能成为排放二氧化碳的巨大的汇。研究人员在论文中认为,"低度熔化会产生富含不相容元素、挥发物,特别是二氧化碳的熔体,而在大洋转换断层处存在橄榄岩,这两种因素结合在一起,为广泛的矿物碳化创造了有利条件"。这些岩石是在 2017 年对该地区进行巡航时使用载人车辆采集的。找到并分析这些岩石"简直是梦想成真"。克莱因说:"我们在12年前就预测到了碳酸盐改变的洋幔岩的存在,但我们在任何地方都找不到它们。我们曾前往该群岛探索低温热液活动,但都以失败告终。令人难以置信的是,我们竟然能在一个转换断层中找到这些岩石,因为我们是在寻找其他东西时偶然发现它们的。"编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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大气中的二氧化碳含量正在以"前所未有的速度"激增

大气中的二氧化碳含量正在以"前所未有的速度"激增 "在过去的一年里,我们经历了有记录以来最热的一年,有记录以来最热的海洋温度,以及一连串似乎无休止的热浪、干旱、洪水、野火和风暴,"美国国家海洋和大气管理局局长里克-斯平拉德在一份新闻稿中说。"现在,我们发现大气中的二氧化碳含量正在以前所未有的速度增加。"2024 年 5 月,诺阿莫纳罗亚大气基线观测站测量到的大气二氧化碳达到峰值,月平均值为百万分之 426.9,在夏威夷火山 66 年的观测记录中再创新高。研究人员在莫纳罗亚大气基线观测站测量了二氧化碳(CO2)的含量。他们发现,大气中的二氧化碳含量在 5 月份达到了季节性峰值,略低于百万分之 427,自 2023 年 5 月以来增加了 2.9 ppm,是 50 年数据记录中第五大年度增长。报告还正式指出,在过去两年中,五月份的峰值出现了最大的跃升此时北半球的二氧化碳含量最高。美国国家海洋和大气管理局(NOAA)碳循环科学家约翰-米勒(John Miller)说,这种跃升可能是由于化石燃料的持续大量燃烧以及厄尔尼诺现象使地球吸收二氧化碳的能力变得更加困难。该图显示了在夏威夷莫纳罗亚天文台测量到的二氧化碳月平均值的完整记录。冒纳罗亚天文台的二氧化碳数据是直接测量大气中二氧化碳的最长记录该测量站二氧化碳含量的飙升甚至超过了去年设定的全球平均值,即 419.3 ppm,创历史新高,比工业革命前高出 50%。不过,美国国家海洋和大气管理局指出,他们的观测数据是专门在该观测站进行的,并不能"捕捉到全球二氧化碳的变化",尽管事实证明全球测量数据与毛纳罗亚站的测量数据是一致的。二氧化碳测量"发出不祥信号"海洋大气署在新闻稿中说,测量结果"发出了不祥的信号"。斯克里普斯二氧化碳项目主任拉尔夫-基林(Ralph Keeling)在新闻稿中说:"现在的二氧化碳不仅达到了数百万年来的最高水平,而且上升速度比以往任何时候都快。化石燃料燃烧会向大气中释放二氧化碳形式的污染,因此每年都会达到更高的最高值。化石燃料污染就像垃圾填埋场中的垃圾一样,不断累积。"国家海洋和大气管理局解释说,二氧化碳"就像大气中的毯子"就像其他温室气体一样,会放大太阳对地球表面的热量。虽然二氧化碳对保持全球气温在冰点以上至关重要,但如此高浓度的二氧化碳会使气温超过舒适和安全的水平。气候变暖正在助长极端天气事件,其后果已经显现,致命的洪水、热浪和干旱摧毁了世界各地的社区,农业也发生了艰难的转变。在美国国家海洋和大气管理局发布这一消息的前一天,欧盟气候变化服务机构哥白尼宣布,地球目前已连续 12 个月创下历史最高气温纪录,这一趋势"看不到任何改变的迹象"。"我们生活在一个前所未有的时代...这一连串最热的月份在人们的记忆中将是相对寒冷的。" ... PC版: 手机版:

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这块有5万年历史的冰块揭示了目前二氧化碳水平的真实状况 俄勒冈州立大学(OSU)和圣安德鲁斯大学(University of St Andrews)的科学家们与美国国家科学基金会(US National Science Foundation)合作,在一项新的研究中采用了这种大胆的方法,通过南极冰层中的微小气泡,揭开了大气中二氧化碳长达 5 万年的时间线,这些气泡在地球表面下数英里处被时间冻结。奥斯陆大学助理教授、该研究的第一作者凯瑟琳-温特(Kathleen Wendt)说:"研究过去可以告诉我们今天有什么不同。今天的二氧化碳浓度变化速度确实是前所未有的。"研究小组利用通过钻探两英里(3.2 千米)深的南极西部冰原(WAIS)分水岭冰芯提取的冷冻样本,对冰块中保存的小块气体进行了化学分析,以清楚地了解大气中二氧化碳在许多许多年中的变化情况。研究人员发现,大气中的二氧化碳浓度曾有过远超过"正常"范围的升高期,但与我们现在所面临的情况相比,人为温室气体排放所造成的二氧化碳浓度就显得微不足道了。在 5 万年的时间里,大气中二氧化碳的自然消长确实在 55 年中增加了大约百万分之 14,每 7000 年左右增加一次。而现在,每隔五到六年,大气中的二氧化碳含量就会增加相同的数量。从根本上说,现在二氧化碳含量的增长速度是过去 5 万年任何时候的 10 倍。温特说:"我们的研究确定了有史以来观测到的二氧化碳自然上升的最快速度,而今天主要由人类排放驱动的二氧化碳上升速度要高出10倍。"研究小组的分析为我们描绘了一幅清晰的地球大气二氧化碳历史波动的长期图景,其中还揭示了与北大西洋寒冷间歇(或海因里希事件)相吻合的峰值,而北大西洋寒冷间歇与突如其来的重大气候变化有关。"这些海因里希事件确实非同寻常,"这项研究的共同作者、美国俄亥俄州立大学副教授克里斯托-布伊泽特(Christo Buizert)说。"我们认为它们是由北美冰盖的剧烈崩塌引起的。这引发了一连串的连锁反应,包括热带季风、南半球西风以及从海洋中排出的大量二氧化碳。"现有的气候数据预测,随着地球变暖,这些西风可能会变得更强、更频繁,如果是这样的话,就会降低至关重要的南大洋吸收和容纳人类产生的二氧化碳的能力。可以说,随着地球持续变暖,这并不是科学家们希望看到的正反馈循环。温特补充说:"我们依靠南大洋吸收我们排放的部分二氧化碳,但迅速增强的南风削弱了南大洋吸收二氧化碳的能力。研究人员总结说:"本研究解析的大气二氧化碳上升速度和幅度为气候突变期间的碳循环变异性提供了重要的制约因素,并敦促人们警惕现代南大洋碳汇有可能因南大洋西风的持续极向增强而减弱。"这项研究发表在《美国国家科学院院刊》上。 ... PC版: 手机版:

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海洋学家借助冰河时期沉积物预测气候未来 当冰期过渡到气候变暖时,海洋会通过释放深海中储存的碳来调节大气中的二氧化碳。这项研究表明,从上一个冰期到今天,全球海洋氧气含量与大气二氧化碳之间存在着惊人的相关性随着气候变暖,深海的碳释放量可能会增加。"这项研究揭示了南大洋在控制全球海洋氧气库和碳储存方面的重要作用,"首席研究员、杜兰大学科学与工程学院地球与环境科学助理教授 Yi Wang 说。她专攻海洋生物地球化学和古海洋学。"这将对了解海洋,尤其是南大洋,未来将如何动态地影响大气中的二氧化碳产生影响。"Wang与伍兹霍尔海洋学研究所(Woods Hole Oceanographic Institution)的同事一起进行了这项研究,该研究所是世界领先的致力于海洋研究、探索和教育的独立非营利组织。在2023年加入杜兰大学之前,她曾在该研究所工作。研究小组分析了从阿拉伯海采集的海底沉积物,以重建数千年前全球海洋的平均含氧量。他们精确测量了沉积物中金属铊的同位素,这表明沉积物形成时全球海洋中溶解了多少氧气。Wang说:"对冰川-间冰期转换过程中这些金属同位素的研究以前从未有过,这些测量结果让我们基本上能够重现过去。"铊同位素比率显示,与目前较温暖的间冰期相比,上一个冰期全球海洋总体上失去了氧气。他们的研究显示,在北半球突然变暖期间,全球海洋出现了长达千年的脱氧现象,而在从上一个冰期过渡到今天的突然降温期间,海洋获得了更多的氧气。研究人员将观测到的海洋氧气变化归因于南大洋的演变过程。"这项研究首次展示了地球从上一个冰川期过渡到过去一万年气候变暖时期全球海洋含氧量的平均演变情况,"世界卫生组织科学研究所副科学家、该研究的共同作者苏妮-尼尔森(Sune Nielsen)说。"这些新数据确实意义重大,因为它们表明南大洋在调节大气二氧化碳方面发挥着至关重要的作用。鉴于高纬度地区是受人为气候变化影响最严重的地区,这些地区首先对大气中的二氧化碳也产生了巨大影响,这令人不安。" ... PC版: 手机版:

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