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聚焦地科2023-07-17

距今三百萬年前全球氣候變遷事件中海水溫度與極區冰棚演變的不一致性

近幾十年來全球暖化日益嚴重,人類活動造成大氣二氧化碳濃度上升,不僅導致極區冰川消融、全球海平面升高,也使得極端氣候頻繁,據BBC報導,今年7月甚至在多個國家達到工業革命以來歷史氣溫最高溫!因此了解地球氣候變遷未來將如何發展刻不容緩。

欲研究並預測未來氣候變遷,可透過地球歷史上同樣較為溫暖的時期作為借鏡,距今約3.1-3.3百萬年前,當時大氣中二氧化碳濃度與我們將面臨的未來相當的晚上新世時期便是很好的例子,因此在聯合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)最新一期報告中也有所提及。透過鑽井船自深海海床取得數十至數百米的海洋沉積物岩芯材料,學者們藉由地質紀錄重建出晚更新世時期的氣候歷史,並用以檢證現階段發展的氣候模擬所得結果是否與之相符,以預測未來氣候變化。然而由於岩芯材料取得過程與後續實驗分析需要大量時間與資源,多數研究僅能聚焦於以單一方法研究單一地點,因此難以獲得對於全球氣候系統的全面認知。

為了克服此限制,國立臺灣大學海洋研究所助理教授賀詩琳以及英國杜倫大學教授Erin McClymont共同引領國際團隊PlioVAR,來自歐、美、亞和大洋洲等不同研究機構超過30位專家協力統整與分析目前世界各地已發表的古氣候資料,包含透過多種地球化學分析方法研究跨越過去3.3至2.4百萬年的氣候數據。在晚上新世至早更新世這段時間內,伴隨著大氣二氧化碳濃度下降,地球自溫暖且穩定的氣候轉變為極地冰棚往復擴張伸縮的不穩定氣候。根據PlioVAR團隊發表的成果,顯示此氣候變遷並非如過往學者認為的全球同步發生,而是於不同地區存在時間差,部分區域氣候甚至早在冰棚擴張前便開始發生轉變。過往被認為是溫暖穩定的晚更新世,實則為一段轉變的時期,特別是對於南半球而言;而當北半球冰棚開始增長時,海水溫度與海水循環也受其影響(但並非全球)。此外,PlioVAR團隊也觀察到在此氣候變遷事件中,氣候變化的平均值以及變化幅度有所增加,然而同樣地在全球不同區域有所差異。本研究揭示當發生全球氣候劇烈變化以及面對現今逐漸增加的大氣二氧化碳濃度下,全球氣候的複雜性與區域間不一致性。

本研究成果於近期登上具高影響力的國際期刊——美國地質科學學會期刊《Reviews of Geophysics》。

延伸閱讀:

McClymont, Ho et al. (2023) Climate evolution through the onset and intensification of Northern Hemisphere Glaciation, Reviews of Geophysics, 61, e2022RG000793. https://doi.org/10.1029/2022RG000793

本文轉載自國立臺灣大學海洋研究所研究報導,連結如下:
http://www.oc.ntu.edu.tw/?p=23385