古代珊瑚解密厄尔尼诺现象：与火山活动之间并没有相关性

现在已经没有必要去猜测热带太平洋在几百年前的温度了，生活在那里的古代珊瑚什么都知道。

近日，莱斯大学和佐治亚理工学院的研究人员在《科学》杂志上发表了一项研究，这项研究分析了古代热带太平洋珊瑚在过去一千年里保存的记录。这些记录可以帮助科学家完善他们的模型，了解太平洋地区的条件变化，特别是火山爆发会如何影响厄尔尼诺现象的发生(厄尔尼诺现象是全球气候的主要驱动因素)。

他们发现，封存在珊瑚中的氧同位素比率(一种可以精确测量历史海洋温度的方法)显示，热带火山喷发释放到大气中的硫酸盐颗粒估计含量与厄尔尼诺现象之间并没有相关性。

对于那些认为在大气中播撒太阳阻挡粒子就可能有助于扭转全球变暖的科学家来说，这一结果可能会引起他们的特别兴趣。

莱斯大学气候科学家和研究第一作者西尔维娅·迪伊(Sylvia Dee)称，以前的气候模型研究经常把火山爆发——大气中硫酸盐气溶胶的增加——与厄尔尼诺事件的几率增加联系起来。但现在，科学家们可以通过化石珊瑚中的氧同位素来分析过去的气候条件，这一关键地区的气候记录往前跨越了20多次古代火山喷发。迪伊说，这样的话现在我们就可以对火山爆发和厄尔尼诺现象之间的联系进行更严格的测试。

迪伊说：“许多气候模拟研究显示，火山喷发与厄尔尼诺现象之间存在着一种动态联系。我们可以建立多个世纪以前的气候模型，模拟过去一千年的火山喷发。

“但模型始终是模型，珊瑚记录才是真正地记录了现实的信息。”

佐治亚理工学院(Georgia Tech)气候科学家金·科布(Kim Cobb)和她的团队在多次太平洋之旅期间辛苦收集的珊瑚数据显示，在已知的火山爆发时期，火山爆发和厄尔尼诺现象之间几乎没有联系。就像树木年轮一样，这些古气候档案保存着它们形成时的海洋环境的化学指标，也就是氧同位素。

这些珊瑚数据产生了一个误差度小于一个月的高保真记录，跟踪了热带太平洋中部中心的厄尔尼诺南方涛动(ENSO)。

最近，科布和她的同事们研究了8个有时间重叠的珊瑚，这些珊瑚记录了从1146年到1465年319年间的情况。他们写道，这些数据和其他珊瑚的数据在上一个千年里跨越了的500多年的时间，“为研究大型火山喷发对热带太平洋气候的影响打开了一扇窗。”

这段时间包括了1257年萨马拉火山的喷发，这是上一个千年里最大、含硫量最多的火山喷发。

科布说，她的实验室多年来一直在开发新技术以及扩大珊瑚记录。她说：“在1997年，我第一次到各种岛上去探险，差不多自那以后，我唯一的焦点就是在这些区域收集最好的记录，”并指出，实验室就这一个主题发表了许多论文，包括一篇2003年发表在《自然》杂志上的ENSO开创性研究。

科布还说，确定古代珊瑚样本的年代取决于精确的铀-钍年代测定法，然后，在珊瑚生长轴上每钻出1毫米，就对这些粉末进行的数千种氧同位素质谱分析。她说：“这涉及到温度重建的问题，我们借鉴了70年来对这种特殊化学物质的研究，然后在珊瑚中建立了一个可靠的温度指标。”

科布表示，光谱分析显示的氧-16到氧-18同位素显示了珊瑚形成时的海水温度。“这两种同位素在碳酸盐中的比例是温度的函数。这就是它神奇的地方：它基于纯粹的热力学。”

迪伊补充说：“由于珊瑚的特殊位置，这个美丽的珊瑚记录对厄尔尼诺和拉尼娜现象非常敏感。我的同事努力把珊瑚的记录扩展到一个我们知道有很多爆炸性火山爆发的时期，特别是在这个千年的上半叶。

她说：“科学家们根据冰芯的记录重建了那些火山爆发的时间。我们将最大规模火山喷发的时间与珊瑚记录进行了比较，试图确定火山冷却事件是否会对热带太平洋气候有任何影响。”

迪伊说，只有一些火山爆发会向平流层发射颗粒物质，特别是硫酸盐颗粒，导致一种称为硫酸盐气溶胶强迫的现象。在平流层，硫酸盐颗粒会反射入射地球的阳光，在短期内使地球降温。她还说：“但这种降温对热带太平洋的影响是不确定的，而且可能是区域性的。”

迪伊说：“我们的研究表明，(火山和ENSO之间的)联系并不存在，即使存在，也会被气候系统中巨大的自然变异性所掩盖。总的来说，厄尔尼诺是气候系统中的一个自然振荡器。它是混乱的产物，就像一个来回的弹簧，它非常的强大，这个系统对短期火山冷却等大的气候扰动可能已经免疫。”

迪伊说：“顺便说一句，我们科学界使用了与我们相同的气候模型来评估气候对硫酸盐气溶胶地球工程和太阳辐射管理计划的反应。”

科布和迪伊认为，这项研究对那些研究地球工程的人来说是一个警示。科布说：“毫无疑问，如果我们注入平流层气溶胶的话，我们将使地球变冷，这已经被展示和模拟过了。但我们想问的是，除了变冷之外还会发生什么?我们预测的准确率有多少?我们的工作确实激发了进一步的研究，彻底调查硫酸盐气溶胶对气候的全面影响。”

原文：https://phys.org/news/2020-03-coral-tale-el-nino.html