大西洋如何在气候的转折点上成为全球环流的一部分

大西洋如何在气候的转折点上成为全球环流的一部分

科学家们在比较大西洋两个地区深海沉积物样品的钕同位素特征时发现了这一点。研究表明更活跃的环流加上大气中二氧化碳的增加导致了气候临界点。随着热量在地球上更均匀的分布，一个长期的冷却阶段结束了，世界进入了一个新的温室时期。

钕(Nd)同位素被用作水团及其混合的示踪剂。地表水通过河流和被风吹拂的尘埃从周围的陆地上获得了一种nd同位素特征。当地表水下沉形成深水团块时，它们携带着它们特有的nd同位素特征。当深海物质流经海洋并与其他水体混合时，其nd同位素特征被纳入沉积物中。深海沉积物是海洋环流和过去气候的宝贵档案。

白垩纪末期(6600万年前结束)，当时世界处于两个温室状态之间。自从大约9000万年前白垩纪中期的温室条件达到顶峰以来，气候已经冷却了数千万年。尽管经过长期的冷却，白垩纪末期的温度和海平面仍高于现在。Sietske Batenburg博士说:“我们的研究首次确定了深海连接是如何以及何时形成的。”在5900万年前，大西洋真正成为全球温盐环流的一部分，这一环流连接了五个主要海洋中的四个。

大西洋还很年轻，南北大西洋盆地比今天更浅更窄。在白垩纪晚期的大部分时间里，南美洲和非洲之间的赤道通道只允许浅水和表层水的连接。活火山活动形成了水下山脉和高原，阻碍了深海环流。在南大西洋，沃尔维斯山脊屏障形成于一个活跃的火山热点之上。这一海脊部分高于海平面，形成了深水团流动的屏障。当大西洋继续开放时，海洋地壳冷却并下沉。盆地变得越来越深，越来越宽，海底高原和山脊连同地壳一起下沉。在某一时刻，来自南大洋的深水能够向北流过沃尔维斯海脊，填满大西洋盆地的较深处。

从5900万年前开始，来自北大西洋和南大西洋的nd同位素特征非常相似。这可能表明，一个可能来自南方的深水团体穿过大西洋，从深到中填满了该盆地。深海交换的加强，加上大气中二氧化碳的增加，可能使地球上的热量分布更加有效。本研究表明，要了解海洋环流在过去温室气候中的作用，了解地理和气候的不同作用是很重要的。

目前人类活动产生的二氧化碳排放量导致气候变化的速度远远超过了过去温室气候变暖的速度。研究海洋环流在地质历史上最近的温室间隔可能提供线索，海洋环流可能在未来如何发展，以及热量将如何通过洋流分布在地球上。