古代海洋沉积物将洋流变化与360万年前北半球的冷却联系起来
北大西洋和北欧的海洋环流、测深和钻孔。来源：《自然通讯》（2025）。DOI:10.1038/41467-025-59265-5
（蜘蛛网eeook.com）据都柏林三一学院：一个国际小组对北大西洋古代沉积物岩心的新研究首次表明，沉积物变化与大约360万年前北半球发生的显著全球冷却期之间存在很强的相关性。沉积物的变化表明，此时深水环流发生了深刻的变化。
这项至关重要的工作表明，大西洋中脊以东的多个地点的沉积物发生了变化，但这一重要地理特征以西的沉积物没有发生变化，这为未来的研究打开了多扇大门，旨在更好地了解深水流、大西洋热和盐分布、冰盖扩张和气候变化之间的联系。
这项新研究刚刚发表在《自然通讯》上，由都柏林三一学院自然科学学院的Matthias Sinnesael博士和布鲁塞尔自由大学的Boris Karatsolis博士领导。
“近几十年来，人类越来越感受到全球变暖的影响，”Sinnesael博士说。“从危及沿海城市的海平面上升到热浪和洪水，世界目前正处于极端天气事件的‘风暴’之中。总的来说，长期持续的短期每日到每月的天气变化最终成为气候的一部分，构成了这些天气状况的长期平均状态。
“与此同时，气候变化的时间尺度可能比人类本身更大，受到板块构造、温室气体、生物进化和海洋环流模式等各种过程之间复杂相互作用的影响。”
世界各地的气候研究人员旨在了解这些长期过程及其对气候的影响，并将其与人类引起的过程脱钩。为了做到这一点，他们针对主要的气候系统（如冰盖、河流和海洋盆地），寻找它们在地球历史过去时期演变的线索。
地球气候最关键的系统之一是海洋“传送带”——一组共同作用的洋流，在全球海洋上重新分配热量。墨西哥湾流是这条带的上游，以将温暖的海水从热带带到高纬度而闻名，导致西欧今天的气候相对温和。
“传送带”的下肢在深海中活动，由三个主要的向南流动的洋流系统组成：冰岛-苏格兰溢流水（ISOW）、丹麦海峡溢流水（DSOW）和拉布拉多海水（LSW）。它们共同形成了被称为北大西洋深水（NADW）的回流。
卡拉佐利斯博士说：“人们越来越担心，由于海洋变暖和冰川融化，传送带正在减速，这对地球上和海洋中的所有生命都有严重影响。”
“为了能够预测这些变化是如何发生的，以及为什么会发生，我们首先需要了解在遥远的过去，当事情发生变化时发生了什么。我们这项工作的主要目的是重建地球历史上温度和二氧化碳浓度高于今天但与未来数百年预测相似的时期内‘传送带’的过去活动。”
科学研究船Joides Resolution。图片来源：T.富尔顿/IODP/TAMU。
Sinnesael和Karatsolis博士领导了这项研究，作为国际海洋发现计划实施的国际多学科项目的一部分。该项目代号为“IODP Expedition 395/395C”，涉及北大西洋的两次海上研究探险（2021年夏天和2023年夏天），重点是恢复和调查深海沉积物。
如今，这些沉积物在海底由与“传送带”（ISOW和DSOW）下肢相关的强深海洋流运输，因此保存了数亿年至数百万年时间尺度内NADW活动的信息。
尽管该地区之前已经钻探过，但“IODP Expeditions 395C/395”设法深入研究了大约500万至280万年前地球历史上比现在更温暖的时期的沉积物沉积。
关键成果
在分析了沉积物的成分和物理性质后，科学家们注意到他们正在取回的沉积物类型发生了显著变化：一种看起来很苍白的碳酸盐泥急剧转变为深灰色的细粉土和粘土颗粒堆。
有趣的是，他们在位于大西洋中脊以东的多个地点不断发现相同的变化，这些地点都与ISOW深流系统有关。相比之下，大西洋中脊以西的地点没有太大变化，在整个研究区间内看起来都是一样的。
Sinnesael博士补充道：“经过详细的进一步调查，事实证明，在大西洋中脊以东的沉积物中看到的变化都发生在大约360万年前的同一时间。这一变化的时间很有趣，因为它与北半球的强冷却期和大型冰体的发展相吻合。”
“在我们更全面地了解该系统之前，我们必须小心不要推断出因果关系，但解释沉积物类型变化的最直观的方法是假设它反映了北大西洋海洋环流的根本变化，这可能与大西洋东部深水流的强大形成有关，就像我们今天所知道的那样。”
“进一步的研究将深化我们对深海环流与同期冰盖发展之间联系的理解，并帮助我们预测未来可能发生的情况。”
