「海洋換気フラップ」はかつて閉じられていました。研究によると、氷河期の間、南太平洋の水塊は高度に成層化しており、それによって二酸化炭素が深部に蓄えられていました。この結果は、氷河期の終わりの開発が混合をもたらし、貯蔵された温室効果ガスの流出を可能にし、さらなる温暖化に寄与したことを示唆しています。
南極海は、海と大気との間に特に強い交流があるため、地球の気候において重要な役割を果たしています。ここでは特に二酸化炭素が結合または放出されます。粉塵が入ると肥料効果により微細な藻類が増殖します。これらの単細胞生物は死ぬと沈み、光合成中に結合した二酸化炭素を深部に取り込みます。
そこに留まるかどうか、またどれくらい留まるかは海流によって決まります。彼らは深層から炭素を豊富に含む水を海面に戻します。その後、ガス濃度は空気と水の間で等しくなります。したがって、南太平洋は混合プロセスにより一種の海洋換気弁として機能します。しかし、最後の氷河期と今日の温暖期への移行期はどのようなものだったのでしょうか?
魚の骨の痕跡を明らかにする
南太平洋深部のシステムが過去3万年にわたってどのように発展したかを調べるために、ブレーメンのマックス・プランク海洋微生物研究所のカタリーナ・パンケ率いる研究者らは堆積物コアを分析した。彼らは調査船ポーラースターンに曳航されて南太平洋の水深3,000メートルから4,000メートル以上を航行した。研究者らは、堆積物サンプルから採取された化石魚の小さな歯やその他の骨格の破片に焦点を当てた。
彼らは、古代の海洋生物のこれらの残骸を調べて、希土類金属ネオジムの同位体を調べました。 「ネオジムは、各層に特徴的なネオジムの特徴があるため、さまざまな起源の水塊を識別するのに特に適しています」とパーンケ氏は説明します。元素のさまざまな重い変異体の比率は、水が来る地域によって異なります。たとえば、南太平洋で最も冷たく、したがって最も深い水塊は南極の大陸縁辺に形成されており、特定のネオジムの痕跡を持っています。この上には、北大西洋、南太平洋、北太平洋からの水が混ざり合う層があります。したがって、この混合水にも特有の特徴があります。
研究者らが説明しているように、さまざまな堆積物層からの魚の死骸を分析することによって、さまざまな水深でネオジムの値が過去にどのように発展したかについて結論を引き出すことができました。これにより、かつての海の層状構造も明らかになりました。これは、約 20,000 年前の最終氷河期のピーク時に、水深 4,000 メートルの水の特徴がそれより浅い水深のそれと大きく異なっていたことを示しました。 「このような顕著な違いは、当時水塊が混合していなかったという事実によってのみ説明できます」と共著者のヘニング・フロリエ氏は説明する。言い換えれば、寒冷期には水は安定して成層されたのです。
地球温暖化による混合の増大
研究者らによると、これは氷河期の終わりにも影響を及ぼしているという。約1万8000年前の最後の氷河期の終わりに南半球の気候が温暖化したとき、成層構造が崩れ、ネオジムの価値が下がったという。異なる水深が均等化されました。 「温暖化により水の密度が減少したため、おそらくより多くの混合があったと考えられます」とパーンケ氏は説明する。これにより、深層に貯蔵されていた炭素が放出され、氷河期の終わりの値の増加に寄与したことは、以前の研究ですでに記録されています。
「私たちの調査により、CO2の変動と南極海の成層との間に関連性があったという理論の確固たる証拠が初めて得られました」と、共著者であるアルフレッド・ウェゲナー研究所のフランク・ラミー氏は要約している。ブレーマーハーフェンのヘルムホルツ極地科学および海洋研究センター。
出典: Carl von Ossietzky University of Oldenburg 、原著: Science、doi:10.1126/science.aao2473
