窥探海洋的未来 - 古代海洋"死区"地图可预测未来的位置和影响 - 海洋地球化学循环研究

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科学家们绘制了上新世时代的海洋"死亡区"地图，当时地球的温度比今天高2摄氏度到3摄氏度。这可以为未来地球上更温暖的海洋中的低氧区的位置和影响提供启示。OMZ（氧气最小区）是海洋中的中层水（水面下100-1000米）的氧气水平不足以支持海洋生物的区域。这些死区在海洋的整体健康中发挥着重要作用。

从热带太平洋的深海沉积物芯中找到的Globorataloides hexagonus壳

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北卡罗来纳州立大学海洋、地球和大气科学助理教授、该研究的通讯作者凯瑟琳-戴维斯说："OMZs对于海洋中的地球化学循环非常重要。它们出现在阳光和大气中的氧气不能到达的地方。它们的位置决定了海洋中碳和氮（地球上所有生命的基本养分）的位置--所以它们是养分循环的重要驱动力。"

能够预测OMZ的位置不仅对了解营养循环很重要，而且还因为它们对海洋生物的影响，海洋死区将动物的活动范围限制在氧气更充足的浅海表面。

戴维斯和她的同事想弄清楚气候变暖可能对未来的OMZs产生怎样的影响。因此，他们把目光投向了上新世时代（530万到260万年前），当时地球大气中的二氧化碳水平接近现在的水平。

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戴维斯说："上新世是我们最后一次在全球范围内拥有稳定、温暖的气候，全球平均温度比现在高2摄氏度到3摄氏度--科学家预测这可能是大约100年后的情况。"

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为了确定上新世OMZ的位置，研究人员分析了称为有孔虫的微小浮游生物化石，有孔虫是单细胞生物，大小与一粒大沙子差不多。它们形成坚硬的碳酸钙壳，可以留在海洋沉积物中。其中特别的一个物种--Globorotaloides hexagonus只在低氧区发现。通过梳理上新世沉积物的数据库以找到该物种，该团队能够绘制上新世的OMZ，他们将他们的地图叠加到上新世氧气水平的计算机模型上，发现两者相互吻合。

OMZ地图显示，在上新世期间，低氧水域在大西洋，特别是在北大西洋更为普遍。另一方面，北太平洋的低氧区域较少。

戴维斯说："这是第一次对过去的氧气最低区进行全球空间重建。而且它与我们在大西洋已经看到的较低的氧气水平是一致的。更热的水容纳更少的氧气。上新世的这张死亡区地图可以让我们看到100年后在一个更温暖的地球上大西洋可能是什么样子。"

大西洋中氧气大大减少的未来会意味着什么？它可能会对从海洋中的碳储存和营养循环到如何管理渔业和海洋物种的一切产生巨大影响。

戴维斯说："OMZs作为海洋动物的地板，它们被挤压到表面，因此，渔民可能突然看到很多鱼，但这并不意味着实际上比正常情况下更多，它们只是被迫进入一个更小的空间。渔业将需要在管理种群时考虑到OMZ的影响。我们还可能看到微妙但意义深远的变化，涉及到这些表层水体中可供生命使用的营养物质的数量，以及海洋吸收的二氧化碳的储存地点。"