<p>低氧水域在世界海洋中綿延數(shù)千英里。 這些&ldquo;最低氧區(qū)&rdquo;(OMZ) 中最大的一個位于北美和南美的太平洋沿岸，以墨西哥海岸為中心。</p> <p>&nbsp;</p> <p>直到最近，氣候模型還無法判斷 OMZ 是否會因氣候變化而增長或縮小，部分原因是 OMZ 是由兩個相反的過程產(chǎn)生的：海洋環(huán)流提供的氧氣和海洋生物使用的氧氣。</p> <p>&nbsp;</p> <p>現(xiàn)在，由普林斯頓大學的 Laure Resplandy 領(lǐng)導的團隊自信地預測，地球上最大的太平洋 OMZ 的邊界將額外擴大 200 萬立方英里（800 萬立方公里）&mdash;&mdash;既向上朝向海面，也向外延伸 走向海岸&mdash;&mdash;到本世紀末。</p> <p><br />生物地球化學海洋學家、普林斯頓大學地球科學和海梅多斯環(huán)境研究所助理教授雷斯普蘭迪說，這有兩個重要意義。 其一，隨著氧氣水平下降，重要的經(jīng)濟物種如金槍魚和螃蟹將無法進食、游泳或繁殖，除非它們遷移到氧氣更多的海洋區(qū)域。 這對海洋沿岸附近的生態(tài)系統(tǒng)以及依賴它們的行業(yè)（從漁業(yè)到旅游業(yè)）具有重大影響。 其次，OMZ 是一氧化二氮（一種主要的溫室氣體）的重要來源。</p> <p>&nbsp;</p> <p>她的團隊的成功預測不僅僅歸功于新的和更好的模型，盡管他們使用的是最新的套件，耦合模型比較項目 6 (CMIP6)。</p> <p>&nbsp;</p> <p>Resplandy 說，關(guān)鍵的洞察力是理解 OMZ 不是統(tǒng)一的，而是具有&ldquo;像洋蔥一樣&rdquo;的層，這些層對不斷上升的溫室氣體有不同的反應。</p> <p>&nbsp;</p> <p>從根本上說，OMZ 由外層和內(nèi)核組成，新模型表明內(nèi)核會收縮，而外層會膨脹。</p> <p>&nbsp;</p> <p>在之前的工作中，OMZ 的變化是使用中間層評估的，在膨脹的外層和收縮的核心之間，只發(fā)現(xiàn)了很小的變化&mdash;&mdash;有時是積極的，有時是消極的。 &ldquo;變化接近于零，不同的模型顯示出相互矛盾的趨勢，一些導致 OMZ 擴張，另一些導致 OMZ 收縮。 這看起來像是一個差異，&rdquo;Julius Busecke 說，他在普林斯頓大學擔任博士后研究員時領(lǐng)導了這項研究，現(xiàn)在是哥倫比亞大學的物理海洋學家。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;我們曾認為氣候模型不一致，到處都是趨勢。&rdquo;Resplandy 說。 &ldquo;但我們現(xiàn)在知道我們問錯了問題&mdash;&mdash;問我們是否應該期待擴張或收縮，而不是考慮兩者都可能。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;我們開始采用更全面的方法，研究不同洋蔥皮層的演變，外層對生態(tài)系統(tǒng)最重要，而核心層對一氧化二氮的產(chǎn)生很重要，&rdquo;她說。 &ldquo;那時我們發(fā)現(xiàn)模型實際上并沒有分歧。 他們一致認為，外層會膨脹并成為生態(tài)系統(tǒng)的問題，但核心會收縮，可能會產(chǎn)生更少的一氧化二氮。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>他們新的分層框架解決了多年的挫敗感。 &ldquo;15 年來，我們一直圍繞著同一個難題盤旋：隨著全球變暖，海洋正在失去氧氣，因此我們預計氧氣最小區(qū)域會擴大，但我們的氣候模型顯示出不一致的趨勢，&rdquo;Resplandy 說。 &ldquo;在我們的論文中，氣候建模者寫道，&lsquo;模型趨勢不一致，所以我們不知道對生態(tài)系統(tǒng)和一氧化二氮的影響是什么。&rsquo;我厭倦了寫這些句子。 我厭倦了閱讀它們。 五年前我來到普林斯頓時，我告訴自己，&lsquo;好吧，我們需要解決這個問題。&rsquo;這是我的一個困擾。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>提出分層框架&ldquo;需要大量工作，但我很高興我們終于理解了未來的 OMZ 預測。&rdquo;她說。</p> <p><br />研究人員根據(jù)觀察結(jié)果和 2018 年世界海洋地圖集創(chuàng)建了太平洋含氧量最低區(qū)的可視化圖。 顏色大致表示幾乎沒有氧氣并且正在收縮的核心（紫色），正在膨脹的低氧外層（橙色），以及介于兩者之間的過渡區(qū)域（粉紅色）。</p> <p>&nbsp;</p> <p>Julius Busecke 與 Bane Sullivan 合作制作的動畫</p> <p><br />她的團隊的模型顯示，如果溫室氣體排放量繼續(xù)居高不下，到 2100 年，熱帶太平洋 OMZ 將增加 6 到 800 萬立方公里&mdash;&mdash;大約 1.4 到 20 億立方英里，約占世界海洋體積的 0.6%。 在其面積中，它可能會向地表擴展 5 至 50 米（16 至 160 英尺）。</p> <p>&nbsp;</p> <p>相反，新模型表明，隨著外層膨脹，含氧量最低的 OMZ 核心將收縮。</p> <p>&nbsp;</p> <p>這是一個小的好處。 OMZ 核心會產(chǎn)生一氧化二氮，因此收縮可能會限制釋放到大氣中的這種溫室氣體的數(shù)量。 &ldquo;我認為沒有那個核心區(qū)域膨脹可能是個好消息。&rdquo;Busecke 說。</p> <p>&nbsp;</p> <p>巧合的是，普林斯頓大學 Danny Sigman 實驗室的古海洋學家今年早些時候發(fā)現(xiàn)，在 15 至 5000 萬年前的溫暖時期，低氧區(qū)導致一氧化二氮的產(chǎn)生減少。 他們使用微小的滅絕生物來計算氧氣和氮氣的含量。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;看到古海洋學結(jié)果非常有趣。&rdquo;布塞克說。 &ldquo;它們完全獨立于我們的氣候模型，它們支持我們的發(fā)現(xiàn)，即盡管變暖，OMZ 核心在未來可能會縮小。 這讓我們有信心，我們走在正確的軌道上，可以向前邁進。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <blockquote> <p>注：本文由院校官方新聞直譯，僅供參考，不代表指南者留學態(tài)度觀點。</p> </blockquote>