我校为气候变化中的海平面与地下水因素之间补上缺失的链条

作者: 时间:2018-04-08 点击数:

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远古海洋艺术想象图(水彩:段鹤维)

(通讯员 许峰)2.5亿年前,地球没有冰川,热带酷热难耐不适合爬行动物生存,这时期依然存在大规模的海平面变化。近日,我校李明松博士、黄春菊教授等以“沉积噪音与海平面变化与大陆-海洋水的交换和地球斜率有关”为题在《自然·通讯》杂志 (DOI: 10.1038/s41467-018-03454-y)发表论文,提出新的方法,揭示了海平面的升降过程,找到了温室时期海平面变化机制的关键证据,对完善海平面预测的模型起到重要的推动作用。

该成果得到一些有重要国际影响力的科学媒体和机构的关注,如Science Daily,Physics News,EurekAlert,Penn State Today等。

据海平面模型预测,21世纪全球海平面可能上升0.3米到2.5米,主要原因在于冰川融化和海水的升温膨胀。黄春菊介绍说“没有冰川的时期,依然存在大规模的海平面变化。所以问题是,到底是什么导致了这些变化?”

地球历史上的海平面变化记录是预测未来海平面上升的钥匙。“我们提出一个新的海平面重建模型,——海平面越高,边缘海海底的沉积扰动越小,反之扰动越大。”李明松介绍说,“我们利用这个模型解读华南地层中的沉积扰动,进行了早三叠世时期的海平面重建”。

通过古海平面和古湖泊水位对比,发现水体在大陆与海洋之间玩起了“跷跷板”游戏——当全球海平面发生大规模上升的时候,大陆的地下水水位大规模下降,湖泊和陆地生态系统萎缩;反之,海平面大规模下降的时候,地下水位和湖平面上升,生态系统繁盛。这一过程受天文轨道——地球斜率的120万年周期影响的水汽分布控制。

这项研究的现实意义在于,现今的地下水容量相当于300米厚的海水体积,仅仅是其中一小部分地下水的“跷跷板”运动,都会带来海平面的巨量变化。这项研究提醒我们,由于过去的海平面模型对这一“跷跷板”运动的认识不足,现今的海平面上升速度需要重新估算。

海平面的大规模上升将导致许多沿海城市淹没,岛国和低洼地区国家消失。全球三分之二的特大城市位于这类低洼沿海地区。

本研究成果其他合作者还有美国乔治梅森大学的Linda Hinnov教授和普渡大学的James Ogg教授。研究受到国家自然科学基金、国家留学基金委项目等的资助。

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海洋-大陆的水的交换模式图。水体交换引起海平面的下降和上升,同时大陆含水层的升降影响陆地生态系统的繁盛与萎缩(绘图:段鹤维)

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