Результаты исследования, которое финансировалось Национальным научным фондом, издаются на этой неделе в журнале Nature.Крупномасштабные события потепления приблизительно 14 700 и снова 11,500 лет назад произошли быстро и вызвали потерю кислорода в Северном Тихом океане, ставя вопрос, что области низкого кислорода расширятся снова, поскольку океан нагревается в будущем. Аномальная теплота, происходящая недавно в Северо-восточном Тихом океане и Беринговом море – названный «Капля» – имеет масштаб, подобный событиям, зарегистрированным в геологический отчет, говорят исследователи.
Если такое потепление поддержано, кислородная потеря становится более вероятной.Хотя многие ученые полагают, что серия низкого кислорода «мертвые зоны» в Тихом океане от Орегона и Вашингтона в течение прошлого десятилетия может быть вызвана океанским потеплением, доказательства, подтверждающие, что связь была редка.
Однако новое исследование нашло четкую связь между двумя доисторическими интервалами резкого океана, нагревающегося, который закончил последний ледниковый период увеличением потока морского планктона, снижающегося к морскому дну, в конечном счете приведя к внезапному началу условий низкого кислорода или гипоксии.«Наше исследование показывает прочную связь между океанским потеплением, потерей кислорода и экологическим изменением, чтобы одобрить производство диатомовой водоросли», сказал ведущий автор Зуммер Преториус, который провел исследование как часть ее докторских исследований в Университете штата Орегон и является теперь постдокторским исследователем в Институте Карнеги для Науки.«Во время каждого события потепления переход к гипоксии произошел резко и сохранился в течение приблизительно 1 000 лет, предложив обратную связь, которая перенесла или усилила гипоксию». Преториус добавил.
Более теплая вода, отдельно, не достаточна, чтобы вызвать цветы диатомовой водоросли, ни гипоксию, отмечают исследователи. Так же, как подогревающий содовую воду теряет ее шипучий газ, более теплая морская вода содержит меньше растворенного кислорода, и это может начать кислородное снижение.
Но только в там ускорен, цветя микроскопических диатомовых водорослей – которые имеют большие раковины и имеют тенденцию снижаться более эффективно, чем другие меньшие типы планктона – что deoxygenation усилен.Диатомовые водоросли, как известно, процветают в теплой, стратифицированной воде, но они также требуют источников питательных веществ и железа, по словам Алана Микса, преподавателя в Орегоне Государственный Колледж Земли, Океана, и Атмосферных Наук и соавтора на Изучении природы.
Поверхностное потепление также уменьшает вверх смешивание питательных веществ от глубокого моря. «Таким образом, есть некоторые конкурирующие эффекты», сказал Микс, «и заключительная история зависит, на котором побеждает эффект».«Высокая широта, Северный Тихий океан богат общими питательными веществами, такими как нитрат и фосфат, но это бедно в железе и это, кажется, ключ», сказал Микс. «Частичная потеря кислорода вызывает химическую реакцию, которая выпускает железо, ранее пойманное в ловушку в континентальных отложениях края – и это железо тогда питает диатомовые водоросли, которые цветут, умирают, и слив к морскому дну, потребляя кислород по пути».Беспокойство, как быстрый океан может ответить, говорят исследователи.
«Многие люди предположили, что воздействия изменения климата будут постепенны и предсказуемы», сказал Микс, «но это исследование показывает, что экологические последствия изменения климата могут быть значительными и могут произойти довольно быстро с небольшим предупреждением».Поскольку конкурирующие эффекты смешивания и железа могут произойти на различных временных рамках, точная последовательность событий может быть запутывающей.
В масштабе нескольких лет смешивание может победить, но в масштабе десятилетий к векам, большему удару эффектов в механизм. Геологический отчет, изученный Преториусом и коллегами, подчеркнул эти более длинные весы.
Новое открытие было результатом усилия длиной в десятилетия многочисленных исследователей в штате Орегон, чтобы забрать морские ядра осадка из Северного Тихого океана, создавая всесторонние, отчеты с высоким разрешением изменения климата в регионе. Температурные отчеты прибывают из количеств следа органических молекул, названных биомаркерами, произведенными планктоном.
Этот метод ощущения температуры из осадочных отчетов был разработан и проверен Фредом Пралем, почетным профессором в OSU.«Мы проверили много различных стратегий восстановления прошлой температуры и посмотрели на недостатки геологического отчета, но эти температурные отчеты появились в качестве самого точного доступного», сказал Праль.В дополнение к «Капле» – необычно теплые океанские температуры, замеченные через Северный Тихий океан – в этом году, видели рекордное цветение воды во власти определенной разновидности диатомовой водоросли, отметил Преториус.
«В то время как слишком рано знать, как это событие набрасывается на долгосрочные образцы климата, которые появятся в будущем, существующие условия кажутся устрашающе напоминающими о прошлых условиях, которые уступили длительным периодам гипоксии», сказала она.