大藍洞沉積物揭示千年風暴趨勢,氣候變暖恐致未來風暴激增。
一支深入中美洲伯利茲海岸外著名大藍洞底部的探險隊,最近帶著一些令人不安的發現回到了水面之上。
他們的研究聚焦於從這巨大水下洞穴底部提取的一段長達30米的沉積物岩心。通過細緻分析,科學家們揭示了一個嚴峻的現實:在過去的5700年裡,熱帶氣旋光顧這片區域的頻率其實一直在悄然增加。更令人警惕的是,這個趨勢不僅沒有停止的跡象,反而可能在氣候持續變化的背景下愈演愈烈。
來自德國法蘭克福歌德大學的地球科學家 Dominik Schmitt 及其團隊在報告中指出:“我們總共識別出了694個特殊的沉積層,這些記錄清晰地指向一個區域性趨勢——加勒比海西南部地區的風暴活動正日益頻繁。這一變化與地球軌道因素驅動下,熱帶輻合帶位置的遷移息息相關。” 他們進一步推測,“若將此趨勢延伸至21世紀,結合工業時代以來全球變暖的影響,我們可能會面臨熱帶氣旋頻率的空前增長。”
伯利茲的大藍洞,這個名字對潛水愛好者來說絕不陌生。五十多年前,正是著名海洋學家 Jacques Cousteau 的探索,讓這片奇景聲名鵲起。這個巨大的水下洞穴,垂直深度達到124米,仿佛嵌入周圍的海床之中。它的上層水域生機勃勃,為無數海洋生物提供了一個躲避海面變幻莫測風浪的天然庇護所。
而這份水下的寧靜,恰恰成就了它獨特的科研價值:一旦有沉積物落入其中,就如同進入了一個時間的保險箱,很難再被擾動。年復一年,微小的礦物質顆粒緩慢沉降,在洞穴底部層層疊疊,就像一本厚重的地質史書,忠實記錄下過往的歲月。尤其是那些猛烈的氣旋活動,它們會席捲並裹挾著新的物質沖入大藍洞,在沉積層中留下獨特的印記。
Dominik Schmitt 解釋說:“這裏的環境得天獨厚,底層水域幾乎沒有氧氣,加上水體存在明顯的分層結構,使得細微的海洋沉積物能夠在這裡安然沉降,幾乎不受任何干擾。” 他生動地比喻道:“在取出的沉積物岩心裏觀察,這些沉積層就像樹木的年輪一樣。每一年的沉積層顏色會因有機物含量的差異,在灰綠色與淺綠色之間變換,清晰地劃分出時間的界限。”
要獲取這份珍貴的‘時間膠囊’,過程本身就如同一場精密的科學手術。研究人員需要利用專門的設備鑽入海床,然後極其小心翼翼地取出一根長長的、垂直的圓柱狀沉積物樣本,確保其內部的層理結構不被破壞。
接下來的工作,就是解讀這根岩心蘊含的資訊了。分析的核心在於區分不同沉積層的‘成因’。關鍵的線索在於顆粒大小和成分:那些由劇烈風暴(如熱帶氣旋)帶來的沉積層,其顆粒通常比風平浪靜時正常沉積的顆粒要粗大得多。因此,科學家們需要像偵探一樣,仔細檢查岩心的每一段,找出那些顆粒粗、顏色也與眾不同的‘風暴層’。
Schmitt 補充道:“這些被我們稱為‘風暴岩’(tempestites)的特殊層,無論是在顆粒大小、物質構成,還是顏色上,都和那些在平靜天氣下形成的灰綠色沉積物有著顯著區別。它們的顏色通常介於米白色到純白色之間,非常醒目。”
溯其源頭,伯利茲大藍洞並非生來就是水下奇景。它最初其實是一個隱藏在地下的巨大石灰岩溶洞——至今在其深處仍能發現的巨型鐘乳石,便是這段過往的無聲見證。直到最後一個冰河時期,由於地質變遷,洞穴頂部不堪重負發生坍塌,形成了如今的天坑結構。隨後,隨著海平面上升,海水湧入填滿了這個巨大的空腔,最終演變成了我們今天所見的這個物種豐富、生機盎然的海洋生態系統。
這次研究團隊的心血,主要就傾注在這段記錄了最近5700年歷史的岩心之上。在這漫長的地質時間軸上,他們精準地識別出了694個被認定為由熱帶氣旋活動留下的‘事件層’。手握這份寶貴的數據,科學家們得以細緻地重構過去近六千年間,該區域熱帶氣旋活動頻率的演變歷程。而結果揭示了一個不容忽視的長期趨勢:在過去的5700年裡,氣旋活動呈現出一種緩慢但持續增強的態勢。
Dominik Schmitt 指出,“這背後的一個關鍵驅動力,是地球赤道低壓帶(也就是我們常說的熱帶輻合帶,ITCZ)的位置發生了向南的漂移。” 這個輻合帶如同一個巨大的天氣引擎開關,它的位置不僅影響著大西洋上主要風暴孕育區域的分佈,更直接決定了熱帶風暴和颶風的移動路徑,以及它們最終在加勒比海地區哪個位置登陸。
然而,除了這個長期的巨集觀趨勢,研究還捕捉到了一些短周期的波動。科學家們發現,這些氣旋頻率的起伏變化,恰好與地球氣候歷史上的暖期和冷期交替相對應——當地球處於相對溫暖的時期,氣旋活動就顯得更為頻繁。
將這些歷史規律和觀察到的長期趨勢結合起來看,一個令人憂慮的前景浮現出來:我們可能正站在一場熱帶氣旋活動空前爆發的門檻上。僅僅是過去短短的20年間,記錄顯示就有多達9次大型氣旋事件影響了這一區域。這樣的發生頻率,已經明顯超出了過去數千年自然氣候週期性波動的範疇。
來自同一大學的生物沉積學家 Eberhard Gischler 對此表達了更深切的擔憂:“我們的研究結果預示著,單單在本世紀內,可能就會有多達約45場熱帶風暴和颶風橫掃這片海域。” 他強調,“這樣的數位,將遠遠超越過去數千年裡我們所知的自然變化範圍,其影響難以估量。”
本文譯自 ScienceAlert,由 BALI 編輯發佈。