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　　大洋環(huán)流對(duì)地球熱量和碳分配起著舉足輕重的作用，因此過去海洋環(huán)流及其碳收支是認(rèn)識(shí)大氣CO₂在氣候變化中所起作用的一把關(guān)鍵鑰匙。末次冰盛期是理解氣候從冷期向暖期轉(zhuǎn)變的一個(gè)關(guān)鍵氣候態(tài)。雖然經(jīng)過幾十年的研究，人們對(duì)末次冰盛期大洋環(huán)流模式及碳收支仍所知甚少，這嚴(yán)重妨礙著對(duì)過去大氣CO₂變化的深入理解。 

　　由中國科學(xué)院地球環(huán)境研究所黃土與第四紀(jì)地質(zhì)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室客座研究員于際民領(lǐng)銜的中國、澳大利亞、英國、西班牙等國科學(xué)家組成的國際研究團(tuán)隊(duì)通過對(duì)多年密切合作研究，繪制出國際上第一幅末次冰期大西洋深海碳酸根（CO₃^2-）截面圖，提出了一種全新的冰期大洋環(huán)流模式。根據(jù)南大西洋多個(gè)鉆孔重建的大范圍水體CO₃^2-分布，該研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)在南大西洋3至4公里水深存在一個(gè)巨大的富碳水體。結(jié)合放射性¹⁴C年齡、Nd、C等同位素?cái)?shù)據(jù)，研究表明在末次冰盛期有一整團(tuán)來自北太平洋的、富含碳的深層水入侵到了南大西洋。該結(jié)果說明，盡管在冰期時(shí)北太平洋水體在海洋內(nèi)部發(fā)生運(yùn)移，但是在其運(yùn)移過程中，其所含的碳并沒有釋放到大氣中。打個(gè)比方來說，當(dāng)用力搖晃汽水瓶子時(shí)，大量的氣泡就會(huì)釋放出來；而把瓶子安靜放置時(shí)，氣泡的釋放速度會(huì)大大降低。就碳循環(huán)來說，一個(gè)動(dòng)力薄弱的海洋可以更好地把碳封存在深海內(nèi)部。冰期時(shí)北太平洋深層水入侵到了南大西洋并得以保存，這說明冰期時(shí)海水混合是較為“懶惰的”。

　　以此為基礎(chǔ)，該研究團(tuán)隊(duì)提出了一種全新的冰期大洋環(huán)流模式。該模式表明，和現(xiàn)在海洋相比，相當(dāng)大的冰期深海被富碳的水體所占據(jù)，并提出該北太平洋深層水的擴(kuò)展可能是導(dǎo)致冰期大氣CO₂大幅下降的關(guān)鍵過程。該過程能很好地解答冰期時(shí)全球大氣CO₂下降的原因，更是前人沒有認(rèn)識(shí)到的。最有意義的是，該水體的擴(kuò)展與大氣CO₂的最后一波20ppm下降基本同步。

　　中科院地球環(huán)境所黃土與第四紀(jì)地質(zhì)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員金章東、博士馬小林和張飛全程深度參與了這項(xiàng)研究工作。該研究得到國家自然科學(xué)基金、黃土與第四紀(jì)地質(zhì)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等的資助。

　　該研究成果于7月20日在線發(fā)表于地學(xué)期刊Nature Geoscience（doi : 10.1038/s41561-020-0610-5）上。

現(xiàn)代和末次冰盛期大西洋深海CO₃^2-截面圖