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印度尼西亚的气候变化与冰川循环有关

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印尼水域是全球大气水汽的主要代理。印度尼西亚在数千年前的长期干旱已被发现与北半球的冰期有关。布朗研究人员编制了详细的印度尼西亚最近六万年的气候记录,追踪沉积岩心中的指示性指标:钛水平(地表水径流标志)和叶蜡碳同位素,植物品种的标记(禾本科植物指示干燥条件)。

美丽的核心:印度尼西亚苏拉威西岛上的一个古老湖泊Towuti湖,已经创造了6万年的印度尼西亚气候沉积记录。印度尼西亚的气候条件对全球气候有重大影响。信用:罗素实验室/布朗大学

布朗大学的研究人员利用偏远湖泊的沉积物,在印度尼西亚中部创造了6万年的降雨记录。分析揭示了一个对整个全球气候产生重大影响的地区的气候历史的重要新细节。

印度尼西亚群岛位于印度洋太平洋暖池中,这里是一片海洋,在地球大气层中提供相当大一部分水汽,并在厄尔尼诺周期的传播中发挥作用。布朗地质科学副教授詹姆斯·拉塞尔(James Russell)说,尽管该地区在全球气候系统中占有重要地位,但对于自身的气候历史却知之甚少。

一个6万年的气象记录:Jim Russell从Lake Towuti湖沉积岩心准备了一个样本用于分析。据估计,图乌提湖沉积物已经记录了80万年的气候资料。拉塞尔说:“我们想评估该地区的长期气候变化,不仅要评估全球气候如何影响印度尼西亚,而且要看看如何反馈到全球气候系统。“

本资料是本周在次发表的国家科学院文献计量

研究发现,该地区通常潮湿的热带气候被大约3.3万年前的大约16,000年前的严重干旱时期所中断。那个时期恰逢最后一个冰河时期的高峰,当时冰川覆盖了北半球的大片地带。气候模式表明,冰川可能会改变热带季风的轨迹,造成印度尼西亚的干旱期。但这是第一个显示确实如此的硬数据。罗素和他的同事说,印度尼西亚的干旱也可能造成了一个反馈回路,放大了冰河时代的降温。

罗素说:“地球上很大一部分水蒸气来自印度尼西亚周围海洋的蒸发,而水汽是地球上最重要的温室气体。 “当你开始改变印度尼西亚的水文循环时,你几乎不得不改变地球的水汽浓度。如果你减少水汽含量,它应该冷却全球的气候。因此,在冰川期间热带地区这种非常强烈的干燥事实将会引发水汽浓度在冰期 - 间冰期循环期间对全球气候的强烈反馈。“

千年的化学记录:包括植物叶蜡中的碳同位素,准确记录了湖底沉积物中的当地气候条件。信用:Mike Cohea / Brown University

Russell说,令人惊讶的是,其他过程的影响是驱动热带地区其他地方的其他过程。特别是,印尼的气候变化并没有与地球轨道进动有关,这是一个由地球轴倾斜造成的摆动,在21000年的周期内产生了太阳光的差异。

他说:“很少有迹象显示21000年的周期是支配热带地区的大部分。 “相反,我们看到了与地球上的冰量相关的这一系列变化”。

为了得出这些结论,研究人员使用了印度尼西亚中部苏拉威西岛古湖泊的Towuti湖的沉积岩芯。通过观察沉积物中化学元素的浓度如何随深度而变化, 研究人员可以持续记录多少地表径流流入湖中。径流量与降雨量直接相关。

在这种情况下,罗素和他的同事们看了钛,通常用于测量地表径流的元素。他们发现在3.3万年到16,000年前的沉积物中,钛含量明显下降,这是一个强烈的迹象,表明在这段时间里,地表径流减速。

这个发现是由降雨的另一个代理支持:来自植物叶蜡的碳同位素。叶子上覆盖着一层碳基蜡,可以防止水分蒸发掉。不同的植物在叶蜡中有不同的碳同位素。适用于干燥气候的热带草类往往具有C-13同位素。茁壮成长的树木使用C-12同位素。沉积物核心中这两种同位素的比例是草与树相对丰度的指标。

在相同的沉积物中,核心显示草的丰度增加,表现出地表径流减少。综合起来,这些结果表明,一个干旱期足以改变与北半球高峰期冰川密切相关的区域植被。

罗素和他的同事的下一步是看看这种模式是否在多个冰川循环中重复。冰川期以大约10万年的周期运行。从Towuti湖沉积物的深部取样的核心样品将显示在上一个冰期期间这种明显的干燥过程是否也发生在过去的冰河期。据估计,图乌蒂湖沉积物可以记录长达80万年的气候资料,而罗素最近获得了资金来取得更深的核心。

最终,罗素希望他的工作将有助于预测该地区可能会受到人为的全球变暖的影响。

“这提供了我们需要的基本数据,以了解这个地区的气候如何长时间运行,”他说。 “然后,这可以帮助我们了解如何应对全球变暖。”

来源:布朗大学

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