深海沉积物中的钴元素能够有效揭示海洋含氧水平的变化 - 海洋地球物理研究

2023年10月13日，美国夏威夷大学马诺阿分校公布最新研究进展称，其研究团队开展的一项有关海洋含氧量的研究结果表明，地质历史时期深海沉积物中的钴元素可作为过去冰期全球海洋氧气流失的证据，同时研究显示，由当前气候变化所导致的海洋氧气流失可能不是永久性的。相关研究成果近期在线发表于《地球物理研究快报》（Geophysical Research Letters）。

气候变暖最令人担心的后果是海洋失氧。自20世纪60年代科学家首次测量海洋中的氧气含量至今，海洋含氧量在持续下降，这一现象可以部分解释为由气候变暖引起的海水升温所致。海水中氧气的减少会导致鱼类及其他需氧海洋物种的栖息地丧失。如果东太平洋自然形成的低氧区域在气候变暖的情况下扩张，太平洋岛屿渔业可能会受到严重影响。

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尽管目前已知海洋内部缺氧区（ODZs）的扩大是人为气候变化的一个主要后果，但到目前为止对于过去地质历史时期ODZs的变化知之甚少。了解过去海洋氧气的变化将有助于认识目前海洋脱氧趋势。在该研究中，研究团队依据最近研究所得出的高钴和低氧之间的盆地尺度相关性，分析了过去14.5万年太平洋氧气含量的变化。研究人员研究了沿Line Islands Ridge的赤道太平洋沉积物的钴通量，将其作为ODZs范围的盆地尺度波动的新记录。在考虑了成岩作用的再活化作用后，研究结果显示：末次冰期钴积累增加了约40%，在末次冰期极大期达到了一个更明显的峰值，这表明，与全新世相比，末次冰期ODZs范围更大。对于低氧水域在寒冷气候中更为常见的一种解释是，伴随气候变化的海洋环流变化。现今，复杂的洋流从西向东流动，使得热带太平洋中氧气增加。如果这些洋流减弱，太平洋的氧气就会减少。研究人员指出，目前尚不清楚这些洋流对海洋变暖的反应有多强烈或多快。这可能意味着，鱼类和其他物种能够适应不断变化的含氧水平，只要这些变化足够慢。同时，研究人员呼吁，要尽快减少碳排放，为这些生态系统适应过去150年的碳排放所导致的气候变化争取时间。

该研究的重要意义在于：重建了古海洋的钴丰度，并用以揭示海洋含氧水平；研究结果将ODZs扩展与较冷的气候联系起来，并支持基于模型的研究结论即持续的海水脱氧可能反映了对变暖的短暂响应。

转载本文请注明来源及作者：中国科学院西北生态环境资源研究院文献情报中心《地球科学动态监测快报》2023第20期 张树良 编译。

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