科学家揭示:1900年以来南海海平面上升了150 毫米
本文转自:广州日报
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随着全球变暖 , 冰盖融水和海洋热膨胀加剧 , 其导致的海平面快速上升对岛礁以及沿海城市造成影响越来越大 。未来海平面变化的趋势、幅度和速率备受国际学术界和全社会的关注 。重建海平面的精细变化过程一直是全球变化研究的热点和难点问题 。
近日 , 中国科学院南海海洋研究所边缘海与大洋地质重点实验室(OMG)珊瑚礁及其环境记录学科组科研人员联合国内相关单位专家 , 在珊瑚氧稳定同位素(δ18O)记录海平面变化研究上取得新进展 。相关研究成果近日发表在国际期刊Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology(《古地理学、古气候学、古生态学》)上 。研究成果显示 , 1900年以来南海海平面上升了150毫米 。
□ 通过滨珊瑚δ18O研究海平面变化
科学家通常用造礁滨珊瑚来研究过去环境变化 。相比观赏珊瑚的千姿百态、鲜艳美丽 , 滨珊瑚其貌不扬、可生长数百年 , 具有生长速率高、年生长层清晰、可开展高精度铀系(U-Th)测年 , 以及对周围海水环境变化响应敏感等优势 。滨珊瑚由此成为海洋环境变化的绝佳天然记录者 , 特别是造礁滨珊瑚在南海广泛发育 , 为重建海平面变化提供了有利条件 。
本次论文第一作者是OMG实验室研究员施祺团队的陶士臣博士 。陶士臣告诉采访人员 , 珊瑚骨骼主要成分是CaCO3 。珊瑚生长过程中吸收海水中的钙和碳酸根离子沉淀形成珊瑚骨骼 。海水中氧(O)的同位素包括氧16(16O)和氧18(18O)就进入到珊瑚骨骼中 。珊瑚骨骼中18O和16O的多少受海洋环境变化的影响 。
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(用于定量重建的西沙群岛滨珊瑚)
δ18O是指两种氧稳定同位素的比率: 18O: 16O 。δ18O测量可以帮助人们了解农业与土壤科学、生态学、海洋科学、水文学、古生物学以及食品和饮料行业 。“我们根据δ18O的变化 , 来判断当时的环境情况 , 通过δ18O序列 , 进一步判断环境的长期变化过程 , 比如海平面变化等 。” 陶士臣告诉采访人员 。
据陶士臣介绍 , 珊瑚δ18O变化 , 主要是由周围海水的δ18Oseawater和海温(SST)共同决定的 , 与海水自身氧稳定同位素(δ18O)呈正相关 , 与海温负相关 。
通常 , 当全球变暖时 , 海水吸热 , 产生水体热膨胀 , 海平面上升;海水吸热 , 海温也上升 , 这种情况珊瑚记录到的δ18O偏轻;另外一方面 , 全球变暖时 , 冰盖融化 , 冰融水进入海洋 , 海平面上升 。同时 , 因冰融水的δ18Oicewater相对于海水的δ18Oseawater更为偏轻 , 造成海水自身氧同位素偏轻 , 珊瑚δ18O也会偏轻 。即冰融水注入造成海平面上升和珊瑚氧同位素偏轻 。这些变量的关系反之依然 。
□ 南海海平面呈现加速上升趋势
不过陶士臣告诉采访人员 , 在不同的时间尺度上 , 珊瑚δ18O与海温的相关性是不同的 。比如南海的珊瑚δ18O , 在季节(也即每年12个月的周期变化上)、年代际–多年代际尺度(十几年–几十年 , 甚至更长时间范围)上 , 与海温负相关;在年际尺度(比如几年范围内的变化)上 , 珊瑚氧同位素与海温正相关 , 这可能主要与厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)的调节有关 。
珊瑚δ18O也与降雨量与海水盐度存在关系 。陶士臣说 , 在年际、年代际以及多年代际尺度上 , 南海的珊瑚δ18O与海平面和降雨量负相关 , 与盐度(盐度与海水自身的δ18O密切相关)正相关 。
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