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遥远的未来海洋:炎热和富氧



海洋正在失去氧气。近年来基于直接测量的大量研究表明了这一点。这些结果并不令人惊讶,因为随着温度的升高,水可以溶解较少的气体。除了全球变暖之外,沿海水域的富营养化等因素也会导致持续的脱氧。如果全球变暖持续下去,未来某个时候海洋会完全耗尽吗?这个缺氧阶段实际上在地球历史上发生过几次,伴随着大规模的大规模物种灭绝。它们还伴随着大气中高浓度的二氧化碳和高温全球。

GEOMAR亥姆霍兹海事研究中心的科学家们今天在国际期刊“自然通讯”上发表了一项关于海洋氧含量发展的模型模拟8000年。在他们的情景中,他们认为大部分化石将被化石资源摧毁,到本世纪末排放量将继续上升,到2300年将达到零。在这个模型中,地球再次被加热6度和温度保持在这个高水平,直到模拟结束。

令人惊讶的结果与海洋的氧含量有关:经过几个世纪的减少,海洋的氧气供应再次增加,甚至达到工业化前不到4,000年的水平。乍一看,虽然预计世界海洋中已存在的最小氧气面积将进一步扩大,但随着全球气温升高,该模型将产生意外的氧气增加似乎是矛盾的。

从基尔754研究中心可以知道,这个缺氧区是大型生物的死区,如鱼类或头足类动物。然而,一些吸入硝酸盐而不是氧气的细菌在那里茁壮成长。它们从我们称之为反硝化作用中提取能量。 Oschlies教授解释说,它是氮循环的重要组成部分,使有机物呼吸过程中消耗的氧气小于光合作用过程中消耗的氧气。

在新模型的模拟中,研究人员首次将氧循环与氮循环结合起来进行全球长期模拟。研究人员发现,随着最小氧气面积的延长,越来越多的有机物质不再被氧气吸收,而是通过反硝化和硝酸盐吸入。几千年后,相关的氧气经济已经超过了由变暖引起的海洋氧气的损失。然而,我们不能说恢复,因为海面附近的氧气面积将保持不变。该研究的共同作者安吉拉兰多尔菲说,大部分额外的氧气都会进入深海。

然而,存在一个新问题:在炎热的气候中,地球历史中发生的缺氧阶段难以用新的发现来解释。在海洋中生物,物理和化学过程的复杂相互作用中,重要因素和反馈过程尚未完全了解。这就是为什么这项研究现在也很重要。这指出了知识差距,例如反硝化和固氮之间的相互作用,这也可能与持续的海洋变化有关,Andreas Oschlies说,总结了这项研究的重要性。

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