地球歷史上發生了許多重大氣候變化事件。例如，從15世紀~19世紀中葉，一段被稱為“小冰期”的冷卻時期，給歐洲帶來了重大的動蕩。了解這類異常事件背后的機制至關重要，因為它有助于我們理解人類引起的全球變暖可能帶來的潛在影響。

“海洋與濕地”（OceanWetlands）小編注意到，2023年3月11日，加拿大達爾豪西大學、基爾海洋研究中心GEOMAR、阿爾弗雷德·韋格納研究所、極地和海洋研究赫爾岑霍爾茲中心（AWI）以及不來梅大學海洋環境科學中心MARUM的研究人員發表了一項關于加勒比海鹽分對氣候的影響的新研究。該研究探究了鹽分在全球氣候調節中的關鍵作用。研究團隊還考察了自然氣候異常，包括著名的小冰期。小冰期，發生在15世紀到19世紀中葉，導致歐洲出現了嚴重的豐收減產、饑荒和疾病。盡管小冰期是近代歷史中最受研究的氣候事件之一，但其背后的氣候機制仍然存在爭議。

這項研究的首席作者是安娜斯塔西婭·祖拉夫列娃（Anastasia Zhuravleva）博士。她表示，研究最近的自然氣候異常有助于理解人類活動引發的全球變暖可能會觸發的過程和機制。祖拉夫列娃博士曾是GEOMAR的博士生，于2019年因其博士論文獲得了Annette Barthelt獎學金。隨后，她在GEOMAR和達爾豪西大學擔任博士后研究員，完成了這項研究。

上圖：研究人員對來自加勒比海的沉積核心進行了分析。插圖顯示了從沉積樣本中提取的一種被稱為白色圓孔蟲（Globigerinoides ruber）的有孔蟲物種，用于重建熱帶溫度和鹽度的歷史變化。照片：A. Zhuravleva和T. Boeschen，GEOMAR。

祖拉夫列娃博士指出：“研究人員通常認為北大西洋亞極地地區海冰擴展和淡化是過去寒冷時期的潛在誘因，但熱帶大西洋中的過程似乎同樣重要?！?她補充說：“事實上，與北緯和中緯度地區不同，熱帶-亞熱帶大西洋的這些最近氣候事件及其對北半球各地區的影響，我們了解甚少。這正是我們研究的重點?！?/p>

上圖：大西洋表面流速的模擬顯示了墨西哥灣暖流以及研究中的加勒比海沉積核心的位置。這項新研究再次確認，北大西洋洋流的經向鹽分運輸是氣候調節的重要反饋機制。模擬：GEOMAR。

研究團隊為了解歷史氣候異常期間熱帶大西洋發生了什么，并了解潛在的變化如何影響遠北的洋流和氣候，對來自南加勒比海的沉積剖面進行了研究，重建了過去1700年內表層水的鹽度和溫度。研究人員還分析了浮游生物殼體的同位素和元素組成。

研究結果顯示，在小冰期期間，該地區的溫度降低了約1攝氏度。馬赫亞爾·莫赫塔迪（Mahyar Mohtadi）博士是該研究的共同作者，也是MARUM的低緯度氣候變異小組負責人。他表示：“這對于該地區來說是一次顯著的溫度變化。特別值得注意的是8-9世紀出現了另一次明顯的降溫。通常溫暖的熱帶海洋的較低溫度導致了較低的區域降雨，與尤卡坦半島的嚴重干旱和古典瑪雅文化的衰落相吻合。”

此外，研究人員發現，北極地區和歐洲的寒冷氣候異常伴隨著加勒比海鹽度的增加和洋流減弱。根據AWI和GEOMAR的古氣候學家Henning Bauch博士的說法：“熱帶鹽分向北高緯度的運輸對于維持亞極地北大西洋表面的高密度至關重要。這是大規模洋流循環的整體穩定的前提，包括溫暖的墨西哥灣暖流水的傳輸，這些水體負責歐洲溫和的氣溫?！?/p>

通過歷史數據，研究人員得以重建了橫跨北大西洋的連接。首次的降溫可能由火山噴發、太陽活動降低以及北方地區海冰和海洋之間的反饋引發。這項新研究提供了證據，即向高北緯度運輸鹽分的減少將加劇和延長這些氣候事件。相反，來自熱帶地區的正鹽度異常的緩慢移動最終將增加亞極地北大西洋表面的密度，從而促使洋流運輸熱量向北，導致歐洲和北美洲的氣溫較為溫和。

祖拉夫列娃博士指出：“這種鹽度反饋機制已經在模型中得到認知，且被認為在小冰期期間存在。然而，在缺乏熱帶海洋數據的情況下，這些假設通常只能基于不太直接的降水記錄?！?/p>

有證據表明，墨西哥灣暖流正在減弱，而人為全球變暖很可能是其背后的原因。盡管不可否認這種變化將產生全球性的后果，不同氣候機制之間的相互作用程度一直是一個未解之謎。這項研究現在確認，南北鹽分的輸送對這些過程起到了關鍵作用。

感興趣的海洋與濕地讀者可以閱讀全文。研究全文參見：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

【思考題】

1. 公園8-9世紀發生了另一次明顯的降溫，與尤卡坦半島的嚴重干旱和古典瑪雅文化的衰落有因果關系嗎？

2、鹽分的變化如何會影響全球氣候？我們應該關注加勒比海和北大西洋之間的鹽分分布，以了解未來氣候變化的趨勢嗎？

3. 小冰期和其他歷史氣候異常是如何與現代氣候變化相聯系的？我們是否可以從過去的氣候事件中汲取教訓，以更好地理解和應對當前的全球變暖挑戰？

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文 |王芊佳

審 | Daisy

排版 | Daisy

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【參考鏈接】

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>

來源: 海洋與濕地