北冰洋曾经是一盆被半英里厚的冰覆盖着的淡水
935字
2021-02-23 14:49
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火星译客

图片:©Alfred Wegener Institute / MartinKünsting)

北冰洋曾经是一个淡水池,上面覆盖的冰架的厚度是大峡谷的一半。

如果这很难想象,也不要绝望。科学家们对周三(2月3日)发表在《自然》杂志上的这一发现也感到惊讶。设想这种奇怪的安排的技巧是考虑冰原和海洋之间的关系。当冰盖融化时,海水会流入海洋,海平面会上升。但当冰盖扩大时,就像地球冰川时期一样,海平面会下降。

现在,新的研究表明,在这些低海平面时代,北冰洋与太平洋和大西洋的联系非常有限,格陵兰岛、冰岛、北欧和西伯利亚充当了一个碗的边缘,碗中盛着北极。(冰本身可能会进一步限制循环。)陆地和海洋都覆盖着2952英尺(900米)厚的冰盖。

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冰川、河流出口和大陆径流使淡水源源不断地流入这个被封锁的北冰洋,而来自大西洋和太平洋的盐水却无法进入。这一过程的确切时间尚不清楚,但研究人员计算出它可能发生在大约8000年之后。

“这些结果意味着我们对北冰洋冰川气候的理解发生了真正的变化,”该研究的第一作者沃尔特·盖伯特(Walter Geibert)在一份声明中说,他是阿尔弗雷德·韦格纳研究所亥姆霍兹极地和海洋研究中心的地球化学家。据我们所知,这是第一次考虑到北冰洋和北欧海洋的全面净化——不是一次,而是两次。”

丢失的元素

这两次北极淡水时期分别发生在15万至13万年前和7万至6万年前。在这段气候史上特别寒冷的时期,巨大的欧洲冰原从苏格兰绵延3100多英里(5000公里),越过斯堪的纳维亚半岛,一直延伸到西伯利亚北部的东喀拉海。另一对冰原覆盖了现在的加拿大和阿拉斯加的大部分地区,格陵兰岛也在一个比现在更大的冰原之下。

直到现在,人们还不清楚当时的北冰洋是什么样子,因为浮动的冰原比陆地上的冰原和冰川留下的地质痕迹要少得多。Geibert和他的同事转而研究北极、格陵兰岛和斯瓦尔巴群岛之间的弗拉姆海峡以及北欧海域的沉积物岩心。这些长条形的沉积物保存着每一层形成的历史条件。

这些核心中有两层突出。它们都缺少一种同位素,即一种叫做钍-230的元素。当天然铀在盐水中衰变时,钍-230就会形成。在海洋沉积物中,没有钍-230就意味着没有盐水。

阿尔弗雷德·韦格纳研究所的微体古生物学家Jutta Wollenburg在一份声明中说:“在这里,[钍-230]的重复和广泛的缺失向我们揭示了发生了什么。”“据我们所知,对这种模式唯一合理的解释是,在其较年轻的历史中,北冰洋曾两次充满淡水——以冰冻和液态的形式。”

淡水北极

当时,海平面比现在低426英尺(130米),而部分海底地形,如白令海峡的浅部,都高于海平面。

然而,当冰川消退时,北极迅速回到咸水,盖伯特说。

他说:“一旦冰川屏障的机制失效,更重的盐水可能会再次填满北冰洋。”“我们认为,它会迅速取代较轻的淡水,导致积累的淡水突然排放……进入北大西洋。”

目前还不清楚北极地区重新盐化的速度到底有多快,但类似的情况可能发生在13000年前,当时发生了一场被称为新仙女木的寒流。在500年的时间里,海平面上升了65英尺(20米),实际上可能是由于改变了海洋环流而导致了寒流。

盖伯特说,这可以解释过去对海平面估计的一些差异。例如,对珊瑚礁遗骸的一些研究表明,海平面比对南极冰芯的研究表明的要高。如果淡水不只是储存在陆地上,而是储存在北极的冰下水库中,这就可以解释估算值之间的一些差距。

这样一个淡水水库也会对它周围的环境产生影响,就像历史上晚些时候的新仙女木寒冷期所发生的那样。

“现在,我们需要更详细地研究这些过程是如何相互关联的,”Geibert说。

最初发表在生活科学上。

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