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2024年6月3日，美国加州大学河滨分校的一项研究表明，地球过去的极端高温事件导致了从地表到深海的水交换减少。这个系统被称为“全球传送带”，因为它通过海水的运动在全球范围内重新分配热量，使地球上的大部分地区适合居住。这项发表在《美国国家科学院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences）上的研究，利用从古代深海沉积物中收集的微小贝壳化石，展示了大约5000万年前传送带的反应。目前，如果不采取重大行动减少碳排放，地球的气候将与本世纪末预测的情况相似。
海洋在调节地球气候方面发挥着至关重要的作用。通过将温暖的海水从赤道输送到南北两极，从而平衡地球的温度。如果没有这个环流系统，热带地区会更热，两极地区会更冷，这一系统的变化与重大而突然的气候变化有关。此外，海洋在从大气中去除人为二氧化碳方面发挥着关键作用。海洋是目前地球表面最大的碳库，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。如果海洋环流减缓，海洋对碳的吸收也可能减缓，从而增加大气中的二氧化碳量。
先前的研究已经测量了地球最近地质时期的海洋环流变化，但这些变化无法接近当今大气中的二氧化碳水平或地球变暖情况。其他研究首次证明，深海环流特别是北大西洋的环流已经开始减缓。为了更好地预测海洋环流对温室气体驱动的全球变暖的反应，研究小组研究了大约4900万至5300万年前的始新世早期，当时的地球比现在温暖得多，高温基线伴随着二氧化碳和温度的峰值，这被称为超高温。在此期间，深海温度比现在高出 12 摄氏度。在超高温期间，海洋温度又上升了3摄氏度。
通过分析来自全球不同海底位置的微小化石贝壳，研究人员重建了这些高温事件期间深海环流的模式。这些贝壳来自一种叫做有孔虫的微生物，这种微生物遍布全球海洋，既有海洋表面，也有海底。贝壳本身是由碳酸钙构成的，碳酸钙中的氧同位素是生物体生长的水温和当时地球上冰量的指标。研究人员还检查了贝壳中的碳同位素，这反映了贝壳采集地的水的年龄，或者水与海洋表面隔离的时间，通过这种方式可以重建深海水运动的模式。在始新世，大气中的二氧化碳含量约为1000 ppm，这导致了当时的高温。如今，大气中的二氧化碳含量约为425 ppm。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始新世早期类似的情况。
原文题目：Sensitivity of ocean circulation to warming during the Early Eocene greenhouse
来源：https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2311980121
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详细内容参见中国科学院兰州文献情报中心《资源环境动态监测快报》2024年第12期。转载本文请备注来源及作者。
