两千年前,世界被锁定在冰河时代。冰盖厚了两英里,覆盖了北美,斯堪的纳维亚半岛和不列颠群岛。
温室气体的浓度要低得多,世界冷的6°C,由于所有被困在冰盖的水,海洋至少要低120米,暴露了今天被淹没的土地。可以通过Doggerland或从俄罗斯到阿拉斯加围攻。
但是我们的研究现在发表在自然,在冰河时代的气候中发现了至少一个惊喜:沿着大西洋向北的温水向北传播的海湾溪流比今天更牢固。
这项研究之所以出现,是因为作为古环摄影师(过去研究海洋的科学家),我们想了解海洋在上一个冰河时代的表现如何提供有关气候变化如何改变未来事物的见解。
温水 - 从墨西哥到挪威
今天,墨西哥湾的温暖咸水是海湾溪流的一部分向北流动的。作为它流过欧洲的一部分,它散发出大量的热量使西欧气候保持非常温和。
然后,随着地表水通过冰岛以北,它会失去足够的热量以增加其密度,从而导致其下沉并形成深水。这个过程启动了全球深水传送带,该带连接了世界上的所有海洋,在地面以下大于一英里的深度周围慢慢移动热量。
科学家以前认为大西洋子午翻转流通- 在包括海湾流在内的深层和表面洋流的复杂系统,在极端的寒冷时期,例如最后一个冰河时代。从理论上讲,北极中更多的海冰将减少从表面沉入深海的水量,从而减慢全球深水传送带。
但是,我们的新研究表明,在最后一个冰河时代,海湾流实际上要强得多(更深)。尽管这是普遍存在的冷冰川气候,并且在大西洋北部地区存在巨大的冰盖。
实际上,我们的研究表明,冰川气候本身是造成更强大的海湾流的原因。特别是,冰河时代的特征是北大西洋地区的风更强大,这将驱动更强的海湾流。因此,尽管减少了从地面进入深海的水量,但海湾流较强,仍然向北运输大量热量,尽管现在还不到今天。
重建过去的海洋流通
由于我们没有来自气象浮标或卫星的任何数据,因此我们使用保存在海洋沉积物核心中的代理证据重建了海洋在最后一个冰河时代的流动,这些证据是海底的长管。
我们使用的核心包含在过去25,000年中一直在海底建立的泥浆,并使用来自美国东海岸的多个地点检索伍兹孔海洋学机构在马萨诸塞州,我们的一些团队所在的地方。
为了确定冰河时代的海湾流的强度,我们测量了泥浆内的沉积物颗粒的大小,较大的晶粒表明流动速度更快,反之亦然。
从同一泥浆中,我们还测量了称为有孔虫的细小单细胞生物的壳化学。通过比较西北大西洋的多个地点的深度范围的数据,我们能够确定曾经生活在温暖的亚热带水域与居住在较冷的亚极水域的有孔虫之间的边界。这使我们能够在这些生物还活着时确定海湾流的深度。
这增加了气候预测的不确定性
我们的研究强调了海湾流以及大西洋电流的更广泛系统如何敏感到格陵兰冰盖的风强度以及融水。这对未来的气候变化具有重要意义。
气候模型预测,海湾流将在21世纪削弱,部分原因是减少风力。这将导致美国东海岸的海平面更高,相对较少欧洲的全球变暖。如果气候变化在将来导致风模式变化,那么海湾流也将变化,从而增加了对未来气候条件的不确定性。
我们的结果还强调了为什么我们不应该对大西洋电流和未来气候变化做出简单的陈述。大西洋具有一组相互连接的电流,每种电流都有自己的行为和对气候变化的独特反应。因此,在解释人为气候变化对气候系统的影响时,我们需要非常清楚我们正在讨论哪些部分以及对不同国家的具体含义。
杰克·沃顿,古文化的博士后研究员,UCL;大卫·索纳利(David Thornalley)海洋与气候科学教授,UCL, 和马克·马斯林,自然科学教授,UCL