菲尔·霍西古德《对话》 在瑞典峡湾,月亮水母扰乱了皮涅克线
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卡特/维基百科,抄送 如果你曾经晕船,“稳定”可能是你与海洋联系在一起的最后一个词
但是随着全球气温上升,世界海洋在技术上变得更加稳定
当科学家们谈论海洋稳定性时,他们指的是不同的海洋层相互混合的程度
最近的一项研究分析了100多万个样本,发现在过去的50年里,海洋的稳定性以比科学家预期快6倍的速度增加
海洋稳定性是全球气候和海洋生态系统生产力的重要调节器,而海洋生态系统养活着世界上相当一部分人口
它控制着海洋上层和下层之间热量、碳、营养物质和溶解气体的交换
因此,尽管一个更稳定的海洋听起来像是田园诗,但现实却不那么令人欣慰
这可能意味着上层捕获了更多的热量,含有更少的营养物质,对海洋生物和气候有很大的影响
海洋是如何循环热量的 从赤道向两极走得越远,海面温度越低
这是一个简单的观点,但它有着巨大的影响
因为温度、盐度和压力控制着海水的密度,这意味着当你离开热带地区时,海洋表面也会变得更加致密
海水密度也随着深度的增加而增加,因为温暖海洋的阳光被表面吸收,而深海则充满了冷水
密度随深度的变化被海洋学家称为稳定性
密度随深度增加得越快,海洋就越稳定
把海洋分成两层是有帮助的,每一层都有不同的稳定性
表层混合层占据了海洋的上部(大约)100米,是热量、淡水、碳和溶解气体与大气交换的地方
风和海浪在海面上激起的湍流把所有的水混合在一起
最低的一层叫做深渊,从几百米深延伸到海底
它又冷又暗,微弱的水流在地球上缓慢循环,几十年甚至几个世纪以来一直与地表隔绝
把深渊和地表混合层分开的是一种叫做pycnocline的东西
我们可以把它想象成一层保鲜膜
它看不见,也很灵活,但是它能阻止水流过
当薄膜被撕成碎片时,这种情况发生在海洋中,湍流有效地将线拉开,水可以从两个方向泄漏出去
但是随着全球气温上升,海洋表层吸收更多热量,pycnocline变得更加稳定,使得海洋表面和深渊中的水更难混合
英格兰西南海岸的一次藻类爆发
荣誉:安德鲁·威尔逊和史蒂夫·格鲁姆/美国国家航空航天局 为什么这是个问题?嗯,有一条看不见的海水传送带,它把温暖的水从赤道带到两极,在那里水被冷却,变得更加稠密,因此下沉,在深处回到赤道
在这个旅程中,海洋表面吸收的热量被转移到深渊,帮助重新分配海洋的热量负担,这些热量是由大气积累的,由于我们的温室气体排放,大气正在迅速变暖
如果一个更稳定的pycnocline在海洋表面捕获更多的热量,它可能会破坏海洋吸收多余热量的效率,并给珊瑚礁等敏感的浅水生态系统造成压力
增加稳定性会导致营养干旱 正如海洋表面含有必须向下混合的热量一样,深渊也含有需要向上混合的巨大营养库
大多数海洋生态系统的组成部分是浮游植物:微小的藻类,它们利用光合作用制造自己的食物,从大气中吸收CO₂的大量物质,并生产世界上大部分的氧气
浮游植物只有在有足够的光照和营养的情况下才能生长
在春天,阳光、更长的白天和更轻的风允许在地表附近形成一个季节性的pycnocline
当浮游植物在所谓的春季水华中生长时,任何截留在这一点之上的营养物质都会很快被它们消耗殆尽
为了让地表的浮游植物继续生长,来自深渊的营养物质必须穿过皮涅克分割线
因此另一个问题出现了
如果浮游植物缺乏营养,这要归功于强化的叶绿素,那么对于绝大多数海洋生物来说,食物就更少了,从吃海藻的微小动物和吃海藻的小鱼开始,一直到鲨鱼和鲸鱼
就像一个更稳定的海洋在将热量转移到深海和调节气候方面效率较低一样,它在维持阳光普照的表面上充满活力的食物网方面也更差,而社会依赖这些食物网来获取营养
我们应该担心吗? 海洋环流随着自然变化和人为变化而不断演变
pycnocline不断增加的稳定性只是海洋学家努力解决的一个极其复杂的难题的一部分
为了预测未来气候的变化,我们使用海洋和大气的数字模型,这些模型必须包括所有导致气候变化的物理过程
我们只是没有足够强大的计算机来在一个模拟全球范围条件的模型中包含小规模、湍流过程的影响
然而,我们知道人类活动对我们星球系统的基本方面产生了比预期更大的影响
我们可能不喜欢这样的后果
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