2009032201

需氧氮素循环的古老发端

http://www.sciencenet.cn/htmlpaper/20092251041202645254.html

页岩中提取出的岩芯

据2月20日的《科学》杂志报道说，在一个有25亿年历史的澳大利亚页岩中所测到的氮和碳同位素也许可以捕捉到现代需氧氮素循环的最初日子，该循环是由远古的微生物活动所驱动的。这个氮素循环的中心是微生物，这一化学旅程将氮素从其大气形式转变为所有生命体所使用的形式。美国华盛顿大学Jessica Garvin及其同事检验了这些同位素的证据后提出，现代的氮素循环（即在此循环中，能加工氧的细菌帮助产生了硝酸盐和亚硝酸盐。）可能在氧气于23亿年前开始积累之前就已经形成了。这些发现提示，至少有一个主要的氮素加工细菌组在地球的大气变得富含氧气之前就已经演化而成了。

（《科学》（Science），DOI: 10.1126/science.1165675，Jessica Garvin，Roger Buick）

全球降温使南极冰盖瞬间形成

http://www.sciencenet.cn/htmlpaper/20092271636139365308.html

香港大学等几个合作研究单位的科学家日前表示，约3400万年前，地球气候有重大转变，令南极大陆从一个本来无冰的环境，瞬间变为冰封之地。

这一新观点已刊登在国际权威期刊《科学》杂志上。研究指出，南极冰川扩张以前，高纬度地区的重塑温度比原来估计的最少要高10摄氏度，而冰川扩张过程中海洋表面温度亦有5摄氏度以上的显著降温，意味着冰川扩张之前高纬度地区非常温暖，海洋在此过程中也有着明显的降温作用。

香港大学地球科学系助理教授、文章第一作者柳中晖博士说：“研究指出，在南极冰川形成之前，南、北半球高纬度的海洋表面温度比计算机模拟的高很多，证明目前计算机的模拟结果低估了高纬度地区在高二氧化碳情况下变暖的幅度。”他认为，南、北半球高纬度地区的同时降温，表明这一全球性气候转变乃二氧化碳所驱使，而非海洋洋流等区域性因素引发。

这一研究推翻了有关冰川在3400万年前也覆盖北半球的说法。此外，研究人员也指出，南极因温度骤降所产生的冰川冰量，并没有超过其所能容纳的冰量。然而，冰川的稳定性、引发冰川大量融化的温度和速率仍有待仔细研究。（来源：新华网裴闯张雅诗）

（《科学》（Science），DOI: 10.1126/science.1166368，Zhonghui Liu，Ann Pearson）

Nature 457, 1097-1102 (26 February 2009) | doi:10.1038/nature07770; Received 31 July 2008; Accepted 12 January 2009

南北半球气候变化之间的关系如同荡秋千

http://www.nature.com/nature/journal/v457/n7233/abs/nature07770.html

理论模型和观测数据早就表明，北半球和南半球的气候变化行为就像秋千一样：当北半球的海洋变暖时，南半球的海洋会变冷，反之亦然。然而，迄今为止，数据表明，与北极相比，南极气候的响应要缓和得多。对来自南大西洋的一个“洋核”的新记录（其中包括有孔虫群落、Mg/Ca比例、温度和海洋生产力数据）所作的一项分析表明，在上次冰川消退期间，南大西洋实质上是随北大西洋的变暖同时变冷的。这是关于南北气候之间存在一个即时“秋千式”联系的第一个确凿证据，它还为北大西洋的迅速变暖与南极较为缓和的响应之间建立了一个联系，并且为北半球冰川的迅速消退找到一个潜在的驱动机制。

论文作者：Oliver L. Phillips 期刊：《科学》发布时间：2009-3-6 14:58:52

干旱影响亚马逊雨林固碳能力

http://www.sciencenet.cn/htmlpaper/20093101050413565402.html

（图片来自网络）

一个国际研究小组的最新研究表明，发生在2005年的大旱令亚马孙雨林的再生能力显著下降。气候模型显示，那里将来干旱可能会更频繁，从而严重影响亚马孙雨林的固碳能力。

这一研究由分布在13个国家的68名科学家合作完成，他们对100多个林区的10万多株树进行分析后得出这一结论。相关研究论文将发表在3月6日出版的《科学》杂志上。

研究显示，亚马孙雨林通常每年能吸收20亿吨二氧化碳，但2005年的大旱导致很多树木死亡，一方面降低了雨林吸收二氧化碳的能力，另一方面死亡树木也释放了大量二氧化碳，因此亚马孙雨林当年反而向大气中净排放了30亿吨二氧化碳，也就是说当年地球大气中的二氧化碳比正常情况下多50亿吨，这比欧洲和日本每年排放的二氧化碳之和还要多。

研究人员说，亚马孙雨林树木的生长速度在2005年干旱期间显著下降，而且干旱选择性地扼杀了那些生长速度快且木质密度低的树木，这种情形如果不断重复，将会影响雨林的再生能力，导致雨林吸收二氧化碳的能力下降，地球会以更快的速度变暖，这反过来又会导致亚马孙雨林地区更频繁地出现干旱。

研究论文的第一作者、英国利兹大学教授奥利弗·菲利普斯表示，近几十年来，亚马孙雨林吸收了人类排放的约五分之一的二氧化碳，一直在帮助人类放缓气候变暖的速度。他们的研究揭示了亚马孙雨林在干旱面前的脆弱性，人类有必要采取行动避免出现相关恶性循环。（来源：新华网任海军）

（《科学》（Science），DOI: 10.1126/science.1164033，Oliver L. Phillips，Armando Torres-Lezama）

南极生产力不断缩小的动态变化

http://www.sciencenet.cn/htmlnews/2009/3/217330.html

研究人员说，西侧南极半岛（或WAP）冰盖的急剧丧失一直伴随着影响磷虾和诸如企鹅等脊椎动物的初级生产能力的重大转变。Martin Montes-Hugo及其同事使用长达30年的卫星和实地数据来证明海洋生物性生产力的变化是如何随着时间的推移而沿着WAP大陆架发生显著变化的。他们发现，叶绿素a（它是生物性生产力的一个指标）的水平在WAP的北部地区呈显著下降，但却在WAP的南部有所增加。研究人员指出，WAP北部快速消失的冰盖与该地区云层覆盖的增加是相伴出现的，而后者降低了到达初级生产者（即浮游生物）的光线量。光线的减少以及来自冰块融化的淡水的减少意味着WAP北部大片浮游生物增殖的减少。与此形成对照的是，在WAP的南部，冰盖较为完整，那里的天空更长时间地维持着较为晴朗的状态。此外，在WAP的南部，南极洋流已经增加了其流速，带来了更多的有利于浮游生物增殖的养分并增加了那里的初级生产能力。Montes-Hugo及其同事强调了理解大气、冰及海洋介导过程在了解其对整个生态系统的影响的重要性。

论文作者：Kaicun Wang 期刊：《科学》发布时间：2009-3-18 10:26:7

自1973年以来天空变得暗淡

图片说明：来自2000年至2007年间在3250气象站所收集可见数据中的全球气溶胶深度（0.55μm）。

（图片来源：《科学》/美国科学促进会）

据3月13日的《科学》杂志报道说，世界上大部分地区的天空的能见度在最近几十年中降低了，其原因可能要归咎于空气中的烟灰和其它细小颗粒的浓度变得更高了。Kaicun Wang及其同僚对空气中悬浮颗粒浓度以及“视觉深度”（这是一个描述清朗天空能见度的一个术语）的记录（这些记录自1973年以来就开始被人搜集）进行了分析。他们发现，在那段时间中，世界上大部分地区的天空（并非所有地区的天空）的透明度降低了。

这一大体趋势的例外是欧洲，因为欧洲天空的能见度自1980年代中期就开始增加了。这些结果与先前的报告具有良好的对应性，因为此前的那些报告显示，照射到地球表面的太阳光量在至1980年代中期这段时间中下降了，但此后欧洲的阳光照射量却增加了。尽管许多类型悬浮颗粒浓度的增加都可能促进这一效应，但迄今为止，有记录的浓度改变最大的悬浮颗粒来自那些因为化石性燃油使用的增加而产生的悬浮质，特别是那些会在燃烧后释放二氧化硫的煤及其它的燃料。（来源：EurekAlert!中文版）

（《科学》（Science）， Vol. 323. no. 5920, pp. 1468 - 1470，Kaicun Wang，Shunlin Liang）

论文作者：David Pollard 期刊：《自然》发布时间：2009-3-20 16:34:03

温度上升将致西南极冰盖融化

http://www.sciencenet.cn/htmlpaper/2009320163433595525.html

来自岩芯的数据展现了西南极冰盖在数千年来的“进与退”。
（图片提供:David Pollard/Robert DeConto/Nature）

如果海洋温度上升几摄氏度，那么作为世界上最大的冰块之一，西南极冰盖将在未来的几千年中融化，并且使海平面上升达5米之多。这是研究人员的最新研究结果。尽管地球温度在近期内产生这种戏剧性变化的可能性不大，但这一基于古气候数据和新的计算机模型的预测结果却是可能存在的，至少在过去，这一大冰盖便曾崩塌过许多次。

研究人员正在分析越来越高的温度可能对地球上一些最大的冰盖造成何种影响，其中就包括西南极冰盖——该冰盖位于南美大陆南端的西南方向，由厚达2000米的冰层构成。西南极冰盖一旦融化，地球上的许多沿海地区——包括孟加拉国、美国佛罗里达州和路易斯安那州的南部地区——将面临灭顶之灾。

然而想要预测冰盖的变化却是非常困难的，这是因为在过去的数百万年中，全球气候由于过于寒冷而无法提供在比较温暖的气候下究竟会发生什么情况的更多信息。因此，两个研究团队尝试了一种新方法。

一个研究团队分析了采自冰盖附近海底下方沉积层的原始岩芯数据。研究人员从其中的一部分岩芯回溯至距今约500万年至300万年前，当时的温度和温室气体水平比现今的水平还要高一些。他们发现了多种证据，表明存在一个4万年的冰层融化与再结冰周期。

而另一个研究小组则将这些数据与一个模拟冰盖在过去500万年间活动的三维计算机新模型进行了比较。这两个研究团队在3月19日出版的英国《自然》杂志上报告了他们的研究结果，指出一旦周围的海洋温度升高约5摄氏度——如果当下的温暖气候持续发展下去便有这种可能性，那么西南极冰盖将在下一世纪的某一时刻开始崩塌。假如世界越变越暖，这一冰盖将在几千年的时间里全部融化，然而由此所导致的全球海平面上升却要快得多。

美国大学公园城宾夕法尼亚州立大学的地球科学家Richard Alley认为，利用这些数据，研究人员“进行了大量的工作，从而重建了南极气候和冰盖的历史，这是非常重要的，因为我们在不知不觉中可能会无视或忽略这些变化”。Alley指出，同样的，尽管这一模型还需要与相当复杂的海洋模型相互结合才能够更加精确地估算冰盖的融化速度，但建模者们“无疑取得了重要的进展”。（来源：科学时报群芳）

（《自然》（Nature），458, 329-332，David Pollard，Robert M. DeConto）

ature vol.458 (7236), (19 Mar 2009)

西南极冰层的变化周期

http://www.natureasia.com/ch/nature/updates/index.php?i=71442&issue=7236

地球轨道的变化已知会影响气候从寒冷的冰河期变成温暖的间冰期。巨大的西南极冰层怎样对这些波动做出反应尚不清楚，但由于其溶化可能会使海平面上升约5 米，因而人们对这个问题非常感兴趣。Naish等人对从Ross Ice Shelf下面取出的AND-1B海洋沉积芯（钻取该沉积芯的工作是ANDRILL钻探项目的一部分）进行了分析，发现了该冰层在上新世早期（距今300 万-500万年前）发生周期性坍塌的证据，当时的大气二氧化碳水平与今天的相似或稍高一些。坍塌的模式显示，地球转动轴的倾斜度所具有的大约为4万年的周期对此产生了一个影响。

Letters to Nature p.322

doi:10.1038/nature07867

海洋变暖加速冰川融化

雅各布港冰川是格陵兰最大、最重要的冰川，也是世界公认的流动最快的冰川，它至少从1950年起就持续以大于24米/天的速率流动。如今，研究人员在日前在线出版的《自然—地球科学》期刊上报告说，由于海洋亚表面变暖，这个冰川的流速在1997年突然加速。

新研究表明，海洋温度对冰川流动影响的重要性比以前认为的更重要，今后，要预测其他冰川变化受气候变化影响的动力过程，应该了解当地海洋动力变化的详细过程。

David Holland和同事提供的水文地理数据显示，在格陵兰西部的海岸，海洋亚表面层温度在1997年突然升高了。来源于冰岛附近伊尔明厄海的温暖海水触发了冰川流动速度的增加。作者将海洋变化的情况追溯到了北大西洋区域上空的大气环流。（来源：科学时报王丹红）

（《自然—地球科学》（Nature Geoscience），1, 659 - 664，David M. Holland，Bjarne Lyberth）