一项新的研究揭示了海洋盐分分布在调节全球气候中的关键作用，将小冰期等历史降温时期与海洋盐度和环流的变化联系起来。 这项研究强调了热带和副极地地区的相互联系以及盐运动在维持北半球气候稳定方面的重要性。

来自加拿大达尔豪斯大学、基尔 GEOMAR 亥姆霍兹海洋研究中心、阿尔弗雷德韦格纳研究所、亥姆霍兹极地和海洋研究中心 (AWI) 以及不来梅大学海洋环境科学中心 MARUM 的研究人员发现了海洋环境的重要作用。 洋流对盐的分布在调节全球气候方面发挥着作用。

他们的新研究深入研究了自然气候异常现象，例如小冰河时期，这一时期从 15 世纪到 19 世纪中叶，导致了欧洲歉收、饥荒和疾病等严重后果。 尽管这一时期已得到充分研究，但其背后的潜在气候机制仍然存在争议。

该研究的主要作者 Anastasia Zhuravleva 博士表示：“观察最近的自然气候异常有助于了解人类引起的全球变暖可能引发的过程和机制。” 她是 GEOMAR 的博士生，并于 2019 年因其论文获得 Annette Barthelt 奖。随后她在 GEOMAR 和达尔豪斯大学担任博士后研究员，并在那里完成了研究。

热带大西洋的重要性

Zhuravleva 博士说：“研究人员经常认为北大西洋副极地海冰范围的扩大和海水淡化可能是过去寒冷时期的触发因素，但热带大西洋的过程似乎同样重要。” AWI 和 GEOMAR 的古气候学家 Henning Bauch 博士，该研究的共同发起人和共同作者补充道：“事实上，与北纬和中纬度地区相比，关于副热带-热带大西洋最近的这些气候事件及其对北半球地区的影响的信息很少，这就是我们研究的用武之地。”

那么，在历史气候异常期间热带大西洋发生了什么，那里的潜在变化如何影响更北的海洋环流和气候？ 为了回答这些问题，该团队研究了加勒比海南部的沉积物剖面，并重建了过去 1700 年地表水的盐度和温度。 除此之外，研究人员还确定了浮游生物钙质壳的同位素和元素组成。

气候异常及其影响

结果显示，小冰河时期气温下降约 1°C。 该研究的合著者、MARUM 低纬度气候变化小组负责人 Mahyar Mohtadi 博士表示：“对于该地区来说，这是一次重大的温度变化。特别值得注意的是 8 至 9 世纪发生了另一次明显的变冷。 原本温暖的热带海洋气温变冷，导致区域降雨量减少，恰逢尤卡坦半岛的严重干旱和经典玛雅文化的衰落。”

此外，研究人员发现，北大西洋副极地和欧洲的寒冷气候异常伴随着海洋环流减弱和加勒比海盐度增加。 “平流，或者说热带盐分向北高纬度地区的移动，对于维持北大西洋副极地的高表面密度至关重要。 这是大规模海洋环流整体稳定的先决条件，包括温暖的墨西哥湾流水的转移，这也是我们欧洲气候温和的原因，”鲍赫博士说。

因此，历史数据可以重建横跨北大西洋的联系。 最初的降温可能是由火山爆发、太阳活动低以及北部海冰与海洋之间的反馈引起的。 这项新研究提供的证据表明，盐分向北高纬度地区移动的减少将放大并延长这些气候事件。 相反，来自热带的正盐度异常的缓慢移动最终将增加北大西洋副极地表面的密度。 这可能有利于洋流向北输送热量，导致欧洲和北美气温较温和。

“这种盐度反馈是从模型中得知的，并且已经假设为小冰河时代。 然而，在缺乏热带海洋数据的情况下，这些假设是基于不太直接的降水记录，”Zhuravleva博士说。

有证据表明墨西哥湾流正在减弱，人类引起的变暖可能是原因之一。 可以肯定的是，这种变化的后果将是全球性的。 不同气候机制相互作用的程度一直是一个悬而未决的问题。 这项研究现在证实，盐的南北运输是所涉及过程的关键因素。