永續環境

冰河時期海洋之謎:微小化石有助預測未來氣候變化

在馬魯姆海洋環境科學中心的研究人員,通過分析海底沉積物中的微小化石,發現氣候模型能夠精確計算出最後冰河時期(約2萬年前)的平均海洋溫度。然而,這些模擬的空間溫度分佈過於均勻,因此對預測未來氣候只具有部分有效性。

為了更好地評估過去的氣候模型模擬,該研究團隊提出了一種新方法,並將結果發表在《自然地球科學》期刊上。科學家利用氣候模型模擬過去的氣候,以確定氣候變化的方式和原因。由於人為氣候變化的影響,這些模型不能直接應用於未來。

該研究的首席作者盧卡斯·揚克斯博士表示:「我們必須模擬過去,以測試模型。因此,對最後冰河時期的氣候模擬對於評估氣候模型非常重要。自那時以來,地球暖化的程度可能反映了我們未來可以期待的情況。」

為了檢驗模擬是否準確反映了過去的氣候,研究人員將其與基於化石重建的結果進行比較。儘管兩種方法都存在一定程度的不確定性,但當兩者不一致時,是由於模擬的問題還是重建的問題?為了更好地測試和評估氣候模型,揚克斯博士和他的合著者設計了一種新方法。

物種群落距離越遠 差異就越大

該研究中的最新模擬顯示,在北大西洋注入淡水後,冰河時期的溫度模式與現代更為接近,這降低了溫度差異及重建與模擬溫度間的差異,尤其在北大西洋亞極區域。
該研究中的最新模擬顯示,在北大西洋注入淡水後,冰河時期的溫度模式與現代更為接近,這降低了溫度差異及重建與模擬溫度間的差異,尤其在北大西洋亞極區域。(圖/《自然地球科學》)

該方法應用了一個基本的生態學原則:物種群落之間的距離越遠,它們之間的差異就越大。揚克斯博士說:「在海洋中,我們看到了相同的模式,即物種群落之間的相似性降低。從赤道遠離兩極,物種會發生變化。「

他補充說:「在海洋中,這種相似性的降低與溫度密切相關。因此,如果氣候模型正確預測了過去的溫度,那麼當我們將模擬的過去溫度與化石物種群落進行比較時,我們應該觀察到這種隨著溫度差異增大而降低的相似性。」

研究人員因此可以使用冰河時期浮游生物的分佈數據,來評估氣候模型對最後冰河時期溫度的準確性。該團隊研究了647個地點超過2000個浮游生物群落的樣本,這些生物在所有海洋的上層水域中廣泛分佈。當它們死亡後,它們的小殼體沉入海底並保存在沉積物中。

「全球氣候變化在不同地區會有不同的影響。這對我們的社會和周圍生態系統非常重要,」揚克斯博士總結說。「我們的研究強調了探究氣候變化的空間效應的必要性。當我們談論限制全球暖化到1.5度時,這一點尤其重要,因為這個值僅指全球平均水平。」這項研究發表在最新一期的《自然地球科學》期刊。

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首圖來源:MARUM—Center for Marine Environmental Sciences ccBY4.0  

內圖來源:Nature Geoscience ccBY4.0 


參考出處:
1.Strong temperature gradients in the ice age North Atlantic Ocean revealed by plankton biogeography.Nature Geoscience

延伸閱讀:

1.科學家追溯鱷魚家族古老祕密:揭露滅絕古生物與氣候變遷的關聯