研究表明多达50%的固碳深度变化可归因于海底地形

新研究强调了洋底地形在海洋碳封存中的关键作用，解释了过去8000万年中多达50%的碳封存变化，并对气候变化战略和行星研究产生了影响。卫星捕获的大西洋西部海盆测深数据及其洋底特征图。资料来源：美国国家海洋和大气管理局国家环境卫星和信息服务部

理想情况下，这个系统能平衡二氧化碳的排放和吸收，从而维持稳定的气候。碳封存是当前应对气候变化的一项战略，旨在加强这种平衡。

一项新的研究发现，海底的形状和深度可以解释过去 8000 万年来海洋固碳深度变化的 50%。在此之前，这些变化都是由其他原因造成的。科学家们早就知道，海洋作为地球上最大的碳吸收体，直接控制着大气中二氧化碳的含量。但是，直到现在，人们还不太清楚地球历史上海底地形的变化究竟是如何影响海洋固碳能力的。

研究结果和方法

论文第一作者、加州大学洛杉矶分校地球、行星和空间科学博士生马修-博古米尔（Matthew Bogumil）说："我们首次证明，海底的形状和深度在长期碳循环中发挥着重要作用。"

长期碳循环有许多活动部分，它们都在不同的时间尺度上发挥作用。其中一个部分就是海底测深--海底的平均深度和形状。而这又受到大陆和海洋的相对位置、海平面以及地幔内部流动的控制。根据古气候数据集校准的碳循环模型是科学家了解全球海洋碳循环及其如何应对自然扰动的基础。

图表显示了海平面以下 0-35,000 英尺范围内的若干海底特征。资料来源：美国国家海洋和大气管理局教育办公室

该论文的共同作者、宾夕法尼亚州立大学地球科学教授 Tushar Mittal 说："通常，地球历史上的碳循环模型都将海底测深视为一个固定或次要的因素。"

发表在《美国国家科学院院刊》上的这项新研究重建了过去8000万年的水深测量，并将数据输入一个测量海洋碳固存的计算机模型。研究结果表明，海洋碱度、方解石饱和状态和碳酸盐补偿深度在很大程度上取决于海底浅层部分（约 600 米或以下）的变化以及海洋深层区域（大于 1000 米）的分布情况。这三个指标对于了解碳如何储存在海底至关重要。

研究人员还发现，在目前的地质年代，即新生代，水深测量本身就占碳封存观测变化的 33%-50%，并得出结论认为，由于忽略了水深测量的变化，研究人员错误地将碳封存的变化归因于其他不太确定的因素，如大气中的二氧化碳、水体温度以及被河流冲入海洋的硅酸盐和碳酸盐。

博古米尔说："了解长期碳循环的重要过程，可以更好地为科学家们研究基于海洋的二氧化碳清除技术提供信息，以应对当今的气候变化。通过研究大自然过去的所作所为，我们可以更多地了解海洋封存在减缓气候变化方面可能取得的成果和实用性。"

海底的形状和深度可能是碳封存的最大影响因素，这一新认识也有助于在宇宙中寻找宜居行星。

合著者、加州大学洛杉矶分校教授兼地球、行星和空间科学系主任卡罗琳娜-利斯高-贝尔泰罗尼（Carolina Lithgow-Bertelloni）说："在观察遥远的行星时，我们目前只有一套有限的工具来提示我们它们的宜居潜力。现在我们了解了水深测量在碳循环中扮演的重要角色，在从JWST观测结果中进行推断和了解一般行星的宜居性时，我们就可以直接将行星的内部演化与其表面环境联系起来。"

"这一突破只是研究人员工作的开端。"博古米尔说："既然我们已经知道水深测量在总体上有多么重要，我们计划利用新的模拟和模型，更好地了解不同形状的海底将如何具体影响碳循环，以及碳循环在地球历史上的变化情况，尤其是早期地球，当时大部分陆地都在水下。"

编译来源：ScitechDaily