小冰期背后的秘密：加勒比海盐分与全球气候

地球历史上发生了许多重大气候变化事件。例如，从15世纪~19世纪中叶，一段被称为“小冰期”的冷却时期，给欧洲带来了重大的动荡。了解这类异常事件背后的机制至关重要，因为它有助于我们理解人类引起的全球变暖可能带来的潜在影响。

“海洋与湿地”（OceanWetlands）小编注意到，2023年3月11日，加拿大达尔豪西大学、基尔海洋研究中心GEOMAR、阿尔弗雷德·韦格纳研究所、极地和海洋研究赫尔岑霍尔兹中心（AWI）以及不来梅大学海洋环境科学中心MARUM的研究人员发表了一项关于加勒比海盐分对气候的影响的新研究。该研究探究了盐分在全球气候调节中的关键作用。研究团队还考察了自然气候异常，包括著名的小冰期。小冰期，发生在15世纪到19世纪中叶，导致欧洲出现了严重的丰收减产、饥荒和疾病。尽管小冰期是近代历史中最受研究的气候事件之一，但其背后的气候机制仍然存在争议。

这项研究的首席作者是安娜斯塔西娅·祖拉夫列娃（Anastasia Zhuravleva）博士。她表示，研究最近的自然气候异常有助于理解人类活动引发的全球变暖可能会触发的过程和机制。祖拉夫列娃博士曾是GEOMAR的博士生，于2019年因其博士论文获得了Annette Barthelt奖学金。随后，她在GEOMAR和达尔豪西大学担任博士后研究员，完成了这项研究。

上图：研究人员对来自加勒比海的沉积核心进行了分析。插图显示了从沉积样本中提取的一种被称为白色圆孔虫（Globigerinoides ruber）的有孔虫物种，用于重建热带温度和盐度的历史变化。照片：A. Zhuravleva和T. Boeschen，GEOMAR。

祖拉夫列娃博士指出：“研究人员通常认为北大西洋亚极地地区海冰扩展和淡化是过去寒冷时期的潜在诱因，但热带大西洋中的过程似乎同样重要。” 她补充说：“事实上，与北纬和中纬度地区不同，热带-亚热带大西洋的这些最近气候事件及其对北半球各地区的影响，我们了解甚少。这正是我们研究的重点。”

上图：大西洋表面流速的模拟显示了墨西哥湾暖流以及研究中的加勒比海沉积核心的位置。这项新研究再次确认，北大西洋洋流的经向盐分运输是气候调节的重要反馈机制。模拟：GEOMAR。

研究团队为了解历史气候异常期间热带大西洋发生了什么，并了解潜在的变化如何影响远北的洋流和气候，对来自南加勒比海的沉积剖面进行了研究，重建了过去1700年内表层水的盐度和温度。研究人员还分析了浮游生物壳体的同位素和元素组成。

研究结果显示，在小冰期期间，该地区的温度降低了约1摄氏度。马赫亚尔·莫赫塔迪（Mahyar Mohtadi）博士是该研究的共同作者，也是MARUM的低纬度气候变异小组负责人。他表示：“这对于该地区来说是一次显著的温度变化。特别值得注意的是8-9世纪出现了另一次明显的降温。通常温暖的热带海洋的较低温度导致了较低的区域降雨，与尤卡坦半岛的严重干旱和古典玛雅文化的衰落相吻合。”

此外，研究人员发现，北极地区和欧洲的寒冷气候异常伴随着加勒比海盐度的增加和洋流减弱。根据AWI和GEOMAR的古气候学家Henning Bauch博士的说法：“热带盐分向北高纬度的运输对于维持亚极地北大西洋表面的高密度至关重要。这是大规模洋流循环的整体稳定的前提，包括温暖的墨西哥湾暖流水的传输，这些水体负责欧洲温和的气温。”

通过历史数据，研究人员得以重建了横跨北大西洋的连接。首次的降温可能由火山喷发、太阳活动降低以及北方地区海冰和海洋之间的反馈引发。这项新研究提供了证据，即向高北纬度运输盐分的减少将加剧和延长这些气候事件。相反，来自热带地区的正盐度异常的缓慢移动最终将增加亚极地北大西洋表面的密度，从而促使洋流运输热量向北，导致欧洲和北美洲的气温较为温和。

祖拉夫列娃博士指出：“这种盐度反馈机制已经在模型中得到认知，且被认为在小冰期期间存在。然而，在缺乏热带海洋数据的情况下，这些假设通常只能基于不太直接的降水记录。”

有证据表明，墨西哥湾暖流正在减弱，而人为全球变暖很可能是其背后的原因。尽管不可否认这种变化将产生全球性的后果，不同气候机制之间的相互作用程度一直是一个未解之谜。这项研究现在确认，南北盐分的输送对这些过程起到了关键作用。

感兴趣的海洋与湿地读者可以阅读全文。研究全文参见：Zhuravleva, A. et al (2023): Caribbean salinity anomalies contributed to variable North Atlantic circulation and climate during the Common Era: Tropical salinification and historical cold anomalies. Science Advances, doi: 10.1126/sciadv.adg2639. http://doi.org/10.1126/sciadv.adg2639

【思考题】

1. 公园8-9世纪发生了另一次明显的降温，与尤卡坦半岛的严重干旱和古典玛雅文化的衰落有因果关系吗？

2、盐分的变化如何会影响全球气候？我们应该关注加勒比海和北大西洋之间的盐分分布，以了解未来气候变化的趋势吗？

3. 小冰期和其他历史气候异常是如何与现代气候变化相联系的？我们是否可以从过去的气候事件中汲取教训，以更好地理解和应对当前的全球变暖挑战？

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文 |王芊佳

审 | Daisy

排版 | Daisy

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【参考链接】

1. How salt from the Caribbean affects our climate

https://www.geomar.de/en/news/article?tx_news_pi1%5baction%5d=detail&tx_news_pi1%5bcontroller%5d=News&tx_news_pi1%5bactbackPid%5d=12123&tx_news_pi1%5bbackPid%5d=12123&tx_news_pi1%5bnews%5d=9175

2. Caribbean salt impacts global weather and climate

https://www.earth.com/news/caribbean-salt-affects-global-climate-study-reveals/

3.Helmholtz Centre for Ocean Research Kiel (GEOMAR). "How salt from the Caribbean affects our climate." ScienceDaily. ScienceDaily, 3 November 2023. <www.sciencedaily.com/releases/2023/11/231103170642.htm>