季後風與版塊和海洋

 

地球版塊和海洋科學的互動和季後風是息息相關的。例如地板分裂和碰撞導致海洋通道開關會導致海洋環流模式改變,從而改變氣候。山脈形成會改變氣流,從而導致山脈附近增強降雨。 版塊與氣候關連最突出的例子是中亞地區山脈形成與亞洲季後風強化,背後原因是歐亞大陸與印度洋和太平洋的溫度差異,導致哈德里環流圈 (Hadley Circle) 在夏天時在南亞和東南亞等地方逆轉,導致季後風青藏高原等地方加強。青藏高原將喜馬拉雅山區中部的降雨量大大增加,導致侵蝕增加。侵蝕物經過河流帶到海洋,過程中增加化學風化。這類化學風化可吸收及降低大氣的二氧化碳,將沉積物在海洋埋在地底,長遠可令到全球寒化 (Global Cooling) 。

為了進一步了解這個互動,國際地球科學計劃 (IGCP) 啟動了項目 (476), 研究亞洲構造演變與亞洲季後風。

研究人員在南亞和東南亞等地方記錄了海洋表層溫度,海表鹽度,和有機生產力從而分析500萬年前到現在季後風變化。從海洋微生物浮游有孔蟲 (planktic foraminifera) 和蝶蕨 (pteropods) 的樣本發現,每一千年海水溫度同鹽度有明顯波動。在溫暖和海表鹽度較低表示強烈間冰段 (interstadials) 季後風, 而比現在更冷和更鹹的海水表示強烈冰段(stadials) 季後風。在45- 30萬年前季後風顯著增強,隨後在30萬年後逐漸減弱。

從中國黃土高原樣本發現在8萬年後出現強烈的冬季季後風。這可能是大氣環流和洋流重組,引致大陸冷卻乾燥。這氣候乾燥現象亦在中國塔里木盆地出現,蘊釀出塔克拉瑪干沙漠 (Taklamakan Desert)。從中國黃土和深海沉積物亦可以找出冬季季後風和全球冰體積變化關係。兩個數據表示冬季季後風和全球冰體積只在2.1萬年後有很強關連。這些數據也顯示冰體積和太陽日射並不是密切相關。

從東非紅色土壤環境演變化到湖泊林地/熱帶草原也顯示類似現象。從乾燥氣候變化到季節性降水,是與亞洲季後風的記錄變化一致。這可能是太平洋熱帶輻合帶 (Intertropical Convergence Zone), 將印度夏季季後風水分傳播到非洲有關。

研究亦考慮了季後風變化對喜馬拉雅前陸盆地的侵蝕和沈積影響。在90-27萬年,恒河平原加積,但隨後在季後風的影響下降水減弱。

氣候模擬亦可以去理解亞洲季後風各方面的關係。研究員考究巴拿馬海關閉開放,然後重新關閉對東亞季後風影響。結果顯示東亞季後風將在冬季減弱,並在夏季加強。另一個氣候模擬考究高原的影響。他假設沒有高原存在,結果季後風降水被限制在北半球夏季的深熱帶。但因為有青藏高原,季後風降水被轉移到青藏高原的東南部。

氣候模擬和觀察性研究增進我們對季後風的理解但還有很多現象尚未確定。研究人員覺得還需要更加準確氣候模型和更加完整的沉積侵蝕記錄。這些目標正由一個新的國際地球科學計劃(581)解決,包括在印度洋一帶進行海洋鑽探,及去了解亞洲河流系統的演變及氣候和構造過程的影響。

 

源於英國皇家地質學會 “Lyell Collection” 論文

原文: http://sp.lyellcollection.org/content/342/1/1.full


 

Admin HintMan

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