南极洋负责吸收人类活动产生的40%的二氧化碳。
现在,一项新的研究解释了使其成为地球上最大的
碳汇的机制。
这项研究发表在自然气候变化上,揭示了其水域的盐度和温度变化如何对保留CO₂排放至关重要。
为什么南极洋是世界上最大的碳汇
世界上的海洋每年吸收大约四分之一的人类产生的二氧化碳。
尤其是,南极洋捕获了其中的40%。
这使其成为减缓全球变暖最重要的海洋区域。
现在,来自阿尔弗雷德·魏格纳研究所的研究人员Léa Olivier和F. Alexander Haumann分析了从1972年到2021年的数据以理解这一现象。
他们利用了在几十年的海洋探险中收集的全球海洋数据分析项目(GLODAP)的信息,覆盖了南极极地海洋的七个区域。
该研究旨在理解这一区域为何对碳吸收如此特别,以及这种能力是否保持稳定。
Antártida: el hielo marino alcanza niveles críticos por el cambio climático
南极洋将CO₂保留在深处的机制
关键在于南极洋的层状结构,它像一个
碳排放的保留系统。
表层,称为冬季水(WW),寒冷且盐度低。这一层充当保护盖。
下面是称为环极深水(uCDW)的深层水。
这些水更温暖,盐度更高,含有大量的累积CO₂。
这两种水团之间的差异形成了所谓的密度分层,即层之间的物理分隔。
这种分层至关重要,因为它阻止了深处储存的CO₂上升到表面并逃逸到大气中。
“我们能够确定,自1990年代以来,这两种水团变得更加不同,”海洋学家Léa Olivier解释道。
因此,研究确定了增强南极洋作为碳汇能力的重要转变。
特别是,表层变得更甜,自90年代以来盐度下降了多达0.3个单位。
这种现象称为“淡化”或淡化作用,主要是由于南极冰川的融水和降水增加。
emisiones de dióxido de carbono Co2
同时,深层水上升了约40米,比几十年前更接近表面。
这些深层水的温度上升了0.2°C,其盐度值也增加,使其与上层的差异更大。
这种层之间的更大差异增强了分层,提高了海洋中CO₂的保留能力。
南极洋:没有这道天然屏障会发生什么
阻止分层的过程是上升流。
也就是说,富含二氧化碳的深层水上升到表面。
在过去的几十年中,根据水文地理数据分析,100到200米深度之间的fCO₂水平平均增加了10微大气压。
因此,现在海洋底层的CO₂浓度超过了大气中的含量。
这代表了潜在的风险:如果这些深层水在没有屏障的情况下到达表面,CO₂将释放到空气中,而不是留在海洋中。
然而,研究警告说,这种保护机制并非永久性的,并面临可能削弱它的威胁。
Olivier指出,“这种更甜的表层水暂时抵消了南极洋中碳汇的减弱。”
但她补充了一个关键警告:“如果分层减弱,这种情况可能会逆转”,这将消除天然屏障。
hielo de la Antártida
西风的风险和监测现象的必要性
例如,西风的增强是研究中科学家们确定的主要风险。
这些风可能会打破分层,增加表层和深层水团之间的混合。
如果发生这种情况,深处困住了几个世纪的CO₂将到达表面并释放到大气中。
合著者F. Alexander Haumann表示:“我们需要更多的数据,特别是在冬季,水团更容易混合。”
因此,作者强调理解这一机制至关重要,但同样重要的是监测其随时间的演变。
定期观测,特别是在冬季,将允许检测CO₂通风是否已经从深处开始。
因此,南极洋碳汇的未来将取决于多个相互关联因素的演变。
其中包括:由淡水输入引起的分层、风的强度和区域海洋动力学。
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