解决冰河时代大气二氧化碳降低的原因之谜

由于科学家首先确定大气中的二氧化碳(CO 2)在冰河时期显着低于暖期，因此他们试图找出原因，理论认为它可能是海洋环流，海冰，含铁尘埃或温度的函数。 。

然而，没有计算机模型基于现有的证据已经能够解释为什么CO 2水平尽可能低三分之一时，冰河时代落户。

本周发表在Science Advances上的一项新研究为解决方案提供了令人信服的证据 - 海水温度变化与来自南半球大陆的尘埃中的铁的结合。

“过去分析海洋温度的许多研究都假设海洋温度在全球范围内以相同的速度冷却 - 大约2.5摄氏度(摄氏度)，”俄勒冈州立大学气候科学家，合着者Andreas Schmittner说。研究。“当他们运行模型时，温度因此仅占少量大气CO 2的减少量。

“我们现在知道，海洋在一些地区冷得多，不亚于在中纬度地区五度(C)。因为冷水具有很高的CO 2溶解度，它必须吸收潜在的更大量来自大气的碳比以往的研究所占 - 并且它更多地意识到了这种潜力。“

Schmittner和他的同事们估计，寒冷的海洋温度大概占一半CO减少的2的最后一个冰河时代末次盛冰期，或高度时。他们说，另外三分之一左右可能是由于来自大陆的含铁粉尘增加并使南大洋表面“施肥”造成的。铁的增加将促进浮游植物的产生，吸收更多的碳并将其沉积在海洋深处。

研究人员的模型表明，这种组合占上一个冰河时期大气CO 2减少量的四分之三以上。在过去的冰最大，CO 2水平约百万分之180份，而在水平1800 AD-刚刚之前的工业革命-以每百万大约280份。

Schmittner说，剩余的碳减少量可能归因于养分供应和/或海洋碱度的变化。

施密特说：“铁的增加可能是由于冰在巴塔哥尼亚，澳大利亚和新西兰的景观中掠过，将铁从岩石和土壤中拉出来。” “由于它非常寒冷和干燥，铁会被风吸收并沉积在海洋中。

“我们的全球海洋三维模型与最后一次冰川最大海洋沉积物的观测结果非常吻合，使我们对结果充满信心。”

研究人员说，当地球在上一个冰河时期降温时，海洋自然也会冷却 - 除了极地附近，这些地区已经冷却到没有冻结的地方。在温暖阶段，高纬度和中纬度地区的海洋表面温度差异很大。

由于温暖的海水移向南极开始冷却，丢失的热量进入大气中，增加海洋的潜力来吸收CO 2。

“这就像你从冰箱里取出啤酒一样，”施密特纳说。“当它变暖时，气泡就会出现。二氧化碳是一种气体，它可以溶解在水中，也可以从大气中进入海洋，而且它更容易溶解在较冷的水中。但这个过程需要一段时间，因此海洋并没有意识到它的所有潜在的占用CO 2在填写多深的南极洲周围水域的海洋 “。

当中纬度海洋开始冷却，他们开始浸泡了更多的CO 2从大气中，并发射较少，因为较冷的水是更CO 2易溶。

“这是可以解释几乎究竟为什么CO的完美结合2水平在冰期时期大约低三分之一，” Schmittner说。