【研究】新型示踪计揭示末次冰消期海洋二氧化碳交换过程

近日，青岛海洋科学与技术试点国家实验室研究员于际民团队开发了一种全新的、可有效反映海—气二氧化碳交换的示踪计——DICas。利用这一新型示踪计，并结合数值模拟，该团队详细揭示了末次冰消期海洋内部与大气之间的二氧化碳交换过程。相关研究成果发表于《自然—地球科学》。

于际民表示，由于海—气二氧化碳交换发生在海洋表层，大多数科学家利用生长在表层海洋的生物载体，如浮游有孔虫的钙质壳体和硅藻的蛋白石骨骼，来开发不同的指标用以研究碳循环。

然而，依据这些指标所获得的数据信号存在诸多时空差异，影响碳循环机制的推测。与表层海洋对比，海洋内部水体可综合全年的海—气二氧化碳交换信号，基本不受季节变化的影响。但如何从海洋内部海水数据提取有价值的海—气二氧化碳交换信号是碳循环研究中一个关键而极具挑战性的任务。

通过多年努力，于际民团队开发出了二氧化碳交换的示踪计DICas。与传统指标相比，该示踪计综合了海洋内部海水碳含量、营养盐和碱度等各类参数的变化，消除了生物降解作用的干扰，可更精准地反映海洋表面的海—气二氧化碳交换信号，为碳循环研究提供一种“由内而外”的新技术。

利用该新型示踪计及数值模拟，研究团队发现，在末次冰消期早期，海洋内部水体通过南大洋向大气释放了二氧化碳。更重要的是，该研究提出了一种新的机制，即南极中层水的骤然扩张来解释大约1.47万年前末次冰消期迅速变暖的一个重要时段——“波林时期”所呈现的百年尺度二氧化碳快速上升。

与其它水体相比，南极中层水对大气二氧化碳的封存效率较低。因此，该水体的扩张会降低海洋对大气二氧化碳的封存能力，从而导致大气二氧化碳上升。这表明，海洋内部水体的大气二氧化碳封存能力与洋流循环密切相关。(记者 韩扬眉)

关键词： 海洋与大气二氧化碳交换史 二氧化碳 数值模拟 末次冰消期海洋内部