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德国之声

珊瑚作为气候档案:厄尔尼诺事件正在加剧吗?

加拉帕戈斯群岛的珊瑚礁以其惊人的生物多样性而闻名,这是高营养物和冷暖海水交汇的结果。一场风暴正在酝酿。很可能是一场非常大的风暴。

厄尔尼诺是一种自然气候现象,每两到七年发生一次,在接近年底时出现。根据当时的主导条件,它的强度各不相同。

如果南美洲西海岸附近的海面温度比平均值高出1.5摄氏度(2.7华氏度)以上,厄尔尼诺现象就被认为是强烈的。今年7月,美国国家海洋和大气管理局(NOAA)已经在太平洋东部和中部观测到超过3摄氏度的升温。

德国气象局认为,此次厄尔尼诺现象“很有可能发展成有记录以来最强的厄尔尼诺事件之一”。但马克斯·普朗克气象研究所最近的一篇文章指出,强厄尔尼诺现象是否会因气候变化而加剧“仍是正在研究的问题”。数据珊瑚能告诉我们厄尔尼诺现象的哪些信息?问题是,关于海洋表面温度的数据从20世纪80年代卫星观测开始才是真正可靠的。这些数据并没有告诉我们厄尔尼诺现象在工业化和化石燃料燃烧之前的表现。

美国研究人员表示,珊瑚可以帮助填补这一知识空白。密歇根大学的气候科学家和古气候学家朱莉娅·科尔和她的团队最近在《科学》杂志上发表了一项关于这一主题的研究。科尔说:“我们早就知道,过去40或50年确实发生了强烈的厄尔尼诺事件。”“很难说我们最近经历的强厄尔尼诺是自然循环的一部分,还是与全球变暖有关的不寻常现象。”珊瑚分析明确指向一个不寻常的现象。不正常。

Cole和她的团队研究了厄瓜多尔以东、东太平洋加拉帕戈斯群岛周围的珊瑚化石和活珊瑚,由此建立了一个记录千年气候历史的资料库。珊瑚每年生长1至2厘米,并在此过程中形成类似树木年轮的结构。Cole解释说:“我们利用了这一特点,即珊瑚在生长过程中通过其骨骼的化学组成保存了海洋温度的记录。”

珊瑚是通过钙化作用构建外部骨骼的生物,每年都会利用从周围海水中沉淀出的碳酸钙增添一条新的生长带。就这样,历经数十年乃至数百年,珊瑚形成了完整的礁体系统。在钙化过程中,其他化学元素也会被纳入骨骼——例如锶。其沉积量时多时少,取决于水温。

科尔说,骨骼“在水温较低时吸收更多的锶,在水温较高时吸收更少的锶”。骨骼中锶与钙的比例提供了有关温度变化的信息。

珊瑚骨骼中特定的氧同位素也能提供线索。“稀有的氧-18和常见的氧-16也会以反映温度的比例被吸收,”科尔说。在更冷的条件下,吸收的氧-18比在更温暖时更多。

通过这种方式,研究人员得以根据珊瑚的年龄,重建过去1000年间海洋温度的变化。他们的结论是,与工业化前时期相比,厄尔尼诺事件已明显增强。

Scientists Julia Cole and Cameron Tripp collecting samples at the Galápagos Islands Corals give indications, not conclusive answers Cole's study has confirmed a long-held suspicion. "These developments correspond to the predictions of the best climate models. They predict a quantifiably higher likelihood of extreme eastern Pacific El Nino events in the 2030s," says Jens Zinke, professor of paleobiology at the University of Leicester in England.然而,其他科学家在评估这项研究的意义时更为谨慎。“珊瑚数据确实实现了较高的时间分辨率——从月度到季节尺度——但其准确性取决于当地条件,这意味着与现代测量数据进行直接比较充满了不确定性,”卡尔斯鲁厄气象与气候研究所气象学教授安德烈亚斯·芬克说。芬克认为,这项研究的意义因其仅限于东太平洋这一区域局限性而受到削弱。

科尔也清楚自己研究的局限性。“我们的数据确实填补了一个空白,但我想说明的是,我们的记录并非连续不断,”她说。“过去一千年里,我们并没有每一年的数据。我们覆盖的年份略低于一半。”一位NOAA科学家在厄瓜多尔加拉帕戈斯群岛钻取珊瑚岩芯洪水、干旱、创纪录的高温——更强厄尔尼诺现象的后果尽管厄尔尼诺现象的中心在太平洋,但它会改变全球各地的天气。在厄瓜多尔和秘鲁等国,它可能引发暴雨和洪水,而澳大利亚和印度尼西亚则可能降雨不足,导致干旱和野火。厄尔尼诺还会导致全球气温在一段时间内上升。

如果预测属实,并且这次厄尔尼诺现象确实成为超级厄尔尼诺,那么根据托马斯·费利斯的说法,即将到来的2027年很可能又是一个创纪录的热浪年份。费利斯是不来梅大学MARUM海洋环境科学中心珊瑚古气候学研究小组的负责人,并进行了与科尔类似的研究。

受热应激的厄尔尼诺现象对珊瑚构成威胁。费利斯表示,创纪录的高温年份“极有可能导致又一次全球珊瑚白化”。这种情况以前发生过,在2023-24年和2015-16年,那些年也是厄尔尼诺年。

Corals get their characteristic colors from certain algae with which they live in symbiosis. Through photosynthesis, the algae provide the energy the corals need to live. If the temperature of the ocean is too high, the algae start to produce toxins, and the corals end the partnership. The coral remains, in its skeleton. It can survive like that for a few weeks, and if the temperature drops again, the algae return. "But if this state, with abnormally high summer temperatures, goes on for too long, the coral becomes so sick that it eventually dies," Felis explains. Worldwide coral death would mean not just the end of a unique ecosystem, but the destruction of an archive that preserves the history of the oceans. This article has been translated from German.