Các nhà nghiên cứu khám phá điều kiện khí hậu Bắc Cực trong thời kỳ Miocene muộn

April 5, 2016 Một nhóm các nhà khoa học quốc tế do Trung tâm nghiên cứu biển và vùng cực Helmholtz của Viện Alfred Wegener (AWI) dẫn đầu đã tìm cách làm sáng tỏ lịch sử khí hậu của Bắc Băng Dương. Sử dụng các mẫu đất từ ​​Lomonosov Ridge, họ có thể chứng minh rằng trung tâm Bắc Cực hoàn toàn không có băng trong mùa hè từ sáu triệu đến mười triệu năm trước, với nhiệt độ trên bề mặt là 4 đến 9 độ C. Còn về mùa xuân, mùa thu và mùa đông, những tảng băng trôi nổi trên bề mặt. Dữ liệu mới biểu thị một bước cơ bản để tái tạo các điều kiện khí hậu ở Bắc Cực trong quá khứ và có thể được sử dụng để xác minh các mô hình khí hậu, như đã báo cáo trên số hiện tại của tạp chí Nature Communications. Các mẫu được sử dụng trong nghiên cứu đã được thu thập vào mùa hè năm 2014, trong chuyến thám hiểm trên tàu nghiên cứu Polarstern. Mô tả băng biển Bắc Cực là một yếu tố rất quan trọng và nhạy cảm trong hệ thống khí hậu toàn cầu, nhà địa chất AWI, trưởng đoàn thám hiểm và tác giả chính, Giáo sư Tiến sĩ Rüdiger Stein cho rằng điều quan trọng là phải hiểu rõ hơn nguyên nhân của những thay đổi hiện tại và quá khứ của băng biển . "Đối với chuyến thám hiểm này, mục tiêu của chúng tôi là lấy trầm tích từ trung tâm Bắc Cực, nơi chúng tôi có thể sử dụng để tái tạo băng biển trong 50 triệu năm qua. Cho đến nay, chúng tôi vẫn thiếu các mẫu đất thích hợp và do đó dữ liệu để tái tạo lại các thời kỳ." ở mức độ này," Giáo sư Tiến sĩ Stein nói bằng tiếng Đức. Sườn phía tây của Lomonosov Ridge, một dãy núi lớn dưới nước ở trung tâm Bắc Cực, được chọn làm địa điểm lấy mẫu. Điều này là do khu vực này đã từng trải qua các vụ lở đất lớn lặp đi lặp lại trong quá khứ, khiến các trầm tích và thành tạo đá bên dưới bị lộ ra với độ dày khoảng 500 mét. Các nhà nghiên cứu cũng rất ngạc nhiên về mức độ của các rìa phân cách tàu ngầm (cạnh kiến ​​tạo), kéo dài hơn 300 km từ Cực Bắc gần như đến đầu phía nam của sườn núi ở phía Siberia. Sử dụng lõi trầm tích làm kho lưu trữ khí hậu Trong số các lõi trầm tích được khai thác trong hai ngày (mỗi lõi dài khoảng 4 đến 8 feet), một trong số chúng tỏ ra lý tưởng để sử dụng làm kho lưu trữ khí hậu. Sử dụng vi hóa thạch gọi là dinoflagellate, các nhà nghiên cứu có thể xác định rằng trầm tích ở phần dưới của lõi có niên đại khoảng từ sáu triệu đến mười triệu năm trước, có niên đại từ cuối Miocene. Do đó, các mẫu được trích xuất đã mang lại cho các nhà nghiên cứu một cơ hội duy nhất để tái tạo lại các điều kiện khí hậu ở trung tâm Bắc Băng Dương mà cho đến nay vẫn có dữ liệu rất mơ hồ và mâu thuẫn. Một số nhà khoa học tin rằng trong thời gian đó, trung tâm Bắc Băng Dương bị băng bao phủ quanh năm – giống như hiện nay. Tuy nhiên, giả định này dường như đi ngược lại với kết quả nghiên cứu. Dựa trên dữ liệu mới, trong khoảng thời gian đó trong lịch sử, vào mùa hè, Bắc Cực và trung tâm Bắc Băng Dương chắc chắn không có băng trong suốt mùa hè. Dấu ấn sinh học cung cấp cái nhìn sâu sắc về khí hậu trong quá khứ Phân tích này dựa trên các dấu hiệu sinh học, là các hợp chất hữu cơ bao gồm các sinh vật từng sống trong quá khứ nhưng hiện được bảo tồn trong trầm tích. Hai trong số các dấu ấn sinh học này đã được chiết xuất từ ​​​​các mẫu đất. Nhóm đầu tiên là tảo vôi tồn tại trên bề mặt nước, cần nước thoáng và dựa vào ánh sáng mặt trời để sản xuất thức ăn/năng lượng. Ở trung tâm Bắc Băng Dương, ánh sáng mặt trời chỉ có trong những tháng mùa xuân và mùa hè, trong khi trời chuyển sang màu tối trong những tháng còn lại. Do đó, dữ liệu thu được từ các dấu hiệu sinh học của tảo vôi có thể chỉ ra điều kiện khí hậu trong những tháng mùa hè đó. Ngoài ra, tảo vôi đã phát triển các phân tử dấu ấn sinh học khác nhau do nhiệt độ nước. Dựa trên các phân tử, Giáo sư Tiến sĩ Stein cho biết họ tính toán nhiệt độ bề mặt của Bắc Băng Dương là khoảng 4 đến 9 độ C, điều này cho thấy điều kiện không có băng trong mùa hè. Nhóm dấu ấn sinh học thứ hai, bao gồm tảo cát biển Bắc Cực, cho thấy Bắc Băng Dương không có băng quanh năm. Giáo sư Tiến sĩ Stein cho biết bằng cách so sánh hồ sơ của họ với nhiệt độ nước bề mặt và sự phân bổ băng biển, họ có thể chỉ ra rằng trung tâm Bắc Băng Dương có thể không có băng trong mùa hè từ sáu triệu đến mười triệu năm trước. Vào mùa xuân và mùa đông năm trước, băng biển sẽ xuất hiện. Ông nói thêm rằng Bắc Cực chắc chắn phải có lớp băng bao phủ theo mùa tương tự như hiện nay ở các vùng biển rìa Bắc Cực. Dữ liệu mới có thể cải thiện các mô hình khí hậu Việc tái tạo lại khí hậu trong quá khứ của Bắc Cực đã được hỗ trợ bởi các mô phỏng khí hậu. Tuy nhiên, điều này giả định hàm lượng carbon dioxide trong khí quyển tương đối cao là 450ppm. Điều này là do trong một số nghiên cứu liên quan đến thế Miocene muộn, nếu hàm lượng carbon dioxide thấp hơn, khoảng 280 ppm, thì không thể tái tạo lại một Bắc Cực không có băng. Trong mọi trường hợp, liệu hàm lượng carbon dioxide trong Thế Miocene quá cao hay các mô phỏng Miocene không đủ độ nhạy ở Bắc Cực vẫn chưa được xác định và cần phải nghiên cứu thêm. Như Giáo sư Tiến sĩ Stein đã nói, “nếu các mô hình khí hậu của chúng tôi có thể tái tạo một cách đáng tin cậy lớp băng bao phủ biển của các thời kỳ trước đó, thì chúng tôi cũng có thể đưa ra những dự đoán chính xác hơn về những biến động của khí hậu và băng biển trong tương lai ở trung tâm Bắc Cực”. Liên kết đến nghiên cứu.