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南极的冰山重组在更新世冰川海洋环流gydF4y2Ba

自然gydF4y2Ba体积gydF4y2Ba589年gydF4y2Ba,gydF4y2Ba页面gydF4y2Ba236 - 241 (gydF4y2Ba2021年gydF4y2Ba)gydF4y2Ba引用这篇文章gydF4y2Ba

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大规模质量传递的主要特点在现代海洋大西洋经向翻转环流(大西洋经向翻转环流)。这个循环的几何和活力影响全球气候在不同的时间尺度。Palaeoceanographic证据表明冰川时期的过去150万年大西洋经向翻转环流有显著不同的特点,从今天开始gydF4y2Ba1gydF4y2Ba;在大西洋盆地南部深水海洋起源体积的增加而上面北大西洋深层水的核心(NADW)浅水处gydF4y2Ba2gydF4y2Ba。缺乏证据的起源这一现象意味着一系列事件导致全球冰川条件尚不清楚。这里我们提供多代理的证据显示,向北转移在南极冰山融化Indian-Atlantic南大洋(0-50°E)系统在深水大规模重组Pleistocene-era冰期期间二千年。借助iceberg-trajectory模型实验中,我们证明了这种转变在冰山轨迹在冰川时期会导致相当大的淡水在南大洋的重新分配。我们建议,在音乐会增加海冰覆盖,使积极的浮力异常“逃”到大西洋经向翻转环流的上肢,南大洋之间提供一个远程并置对比表面条件和NADW的形成。这种机制发展的规模和节奏大大mid-Pleistocene过渡,和同时代的人增加的大小“南部逃脱”和深循环扰动影响这种机制作为一个关键的反馈在过渡到“100 -可以世界”,在冰期-间冰期旋回发生在约100000年的周期。gydF4y2Ba

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图1:模仿冰山轨迹与子午平均SST和融水分布工业化前和LGM大西洋南部海洋。gydF4y2Ba
图2:Palaeoceanographic代理记录中后期更新世美联社gydF4y2Ba电脑及相关知识gydF4y2Ba。gydF4y2Ba
图3:太少了gydF4y2Ba3月gydF4y2Ba和δgydF4y2Ba13gydF4y2BaCgydF4y2Ba底栖生物gydF4y2Ba领先-落后的关系。gydF4y2Ba
图4:美联社的进化gydF4y2Ba电脑及相关知识gydF4y2Ba太少了gydF4y2Ba3月gydF4y2Ba记录在时间和频率域对轨道迫使全球气候和脑半球定相。gydF4y2Ba

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下载参考gydF4y2Ba

确认gydF4y2Ba

本研究用样品和/或数据提供的国际海洋发现项目(IODP)。赞助自然环境研究委员会提供的研究是GW4 +博士培训伙伴关系(A.S.)和NERC格兰特NE / P000037/1 (I.R.H.)。A.S.承认进一步融资通过南极科学国际奖学金。X.Z.承认资金从兰州大学(225000 - 830006)和中国国家重点研发项目(编号2018 yfa0606403)。F.J.J.-E。承认资金通过西班牙科技部创新(格兰特ctm2017 - 89711 c2 - 1 - p),由欧盟通过菲德尔基金。G.K.承认资金由德国亥姆霍兹国家REKLIM倡议和PalMod BMBF项目。l·欧文,s .斯莱特a Nedebragt和d·缪尔感谢实验室协助。gydF4y2Ba

作者信息gydF4y2Ba

作者和联系gydF4y2Ba

  1. 卡迪夫大学地球与环境科学学院,英国卡迪夫gydF4y2Ba

    艾登·斯塔尔,伊恩·r·霍尔,斯蒂芬•巴克·h·j·l·范德Lubbe & h·j·l·范德LubbegydF4y2Ba

  2. 阿尔弗雷德韦格纳研究所,亥姆霍兹极地和海洋研究中心、德国不莱梅哈芬gydF4y2Ba

    格雷戈尔Knorr托马斯•Rackow荀龚Jens Gruetzner &gydF4y2Ba

  3. 潘第三极环境中心(Pan-TPE)重点实验室中国西部的环境系统,(教育部),地球与环境科学学院、兰州大学、兰州,中国gydF4y2Ba

    徐张gydF4y2Ba

  4. 中科院青藏高原地球科学卓越中心,中国科学院(CAS),北京,中国gydF4y2Ba

    徐张gydF4y2Ba

  5. 地球和环境科学,哥伦比亚大学的拉蒙特-多尔蒂地球观测站,栅栏,纽约,美国gydF4y2Ba

    西德尼·r·海明&索菲亚k . v .海恩斯gydF4y2Ba

  6. 阿姆斯特丹自由大学,理学院,荷兰gydF4y2Ba

    h·j·l·范德Lubbe & h·j·l·范德LubbegydF4y2Ba

  7. 土木与环境工程系和地球科学,巴黎圣母院,巴黎圣母院大学,美国gydF4y2Ba

    梅丽莎·a·伯克和Alejandra Cartagena-SierragydF4y2Ba

  8. 地理系,谢菲尔德大学,谢菲尔德,英国gydF4y2Ba

    格兰特r .境gydF4y2Ba

  9. 皇家研究院Andaluz de Ciencias de la Tierra (CSIC-UGR),于是就知会西班牙gydF4y2Ba

    Francisco j . Jimenez-Espejo & Francisco j·希门尼斯EspejogydF4y2Ba

  10. 生物地球化学研究所海洋资源利用率(程序),JAMSTEC,日本横须贺gydF4y2Ba

    Francisco j . Jimenez-Espejo Francisco j·希门尼斯Espejo &雅子YamanegydF4y2Ba

  11. 湖北省重点实验室海洋地质资源,中国地质大学,武汉,中国gydF4y2Ba

    荀龚gydF4y2Ba

  12. 国家极地和海洋研究中心、地球科学、印度果阿gydF4y2Ba

    Nambiyathodi LathikagydF4y2Ba

  13. 国际海洋发现项目,德州农工大学学院站,TX,美国gydF4y2Ba

    利亚·j·李维gydF4y2Ba

  14. 罗德岛大学研究生院海洋学,纳拉甘塞特,美国国际扶轮gydF4y2Ba

    丽贝卡·s·罗宾逊gydF4y2Ba

  15. 乌特勒支大学地球科学系的乌得勒支荷兰gydF4y2Ba

    马丁·齐格勒gydF4y2Ba

  16. 地球与环境科学、昆士兰科技大学、澳大利亚昆士兰州布里斯班gydF4y2Ba

    卢娜BrenteganigydF4y2Ba

  17. EPOC UMR CNRS 5805年,贝、法国波尔多大学gydF4y2Ba

    鲍特Caley &朱利安·g·CrespingydF4y2Ba

  18. 斯克里普斯海洋学研究所,加州大学圣地亚哥分校拉霍亚,加州,美国gydF4y2Ba

    克里斯托弗·d·查尔斯&理查德·d·诺里斯gydF4y2Ba

  19. 北伊利诺斯州大学地质系,无花果,IL,美国gydF4y2Ba

    Jason j . CoenengydF4y2Ba

  20. 自然科学部门,地球与环境科学学院Hostos社区学院(C.U.N.Y.),布朗克斯,纽约,美国gydF4y2Ba

    埃里森·m·FranzesegydF4y2Ba

  21. 第二海洋研究所的(SOA),海底科学重点实验室,杭州,中华人民共和国gydF4y2Ba

    Xibin汉gydF4y2Ba

  22. 阐述了,大学科隆,德国科隆gydF4y2Ba

    珍娜只是gydF4y2Ba

  23. 海德堡大学地球科学研究所、德国海德堡gydF4y2Ba

    Andreas KoutsodendrisgydF4y2Ba

  24. 大气和海洋研究所Kashiwashi、日本东京大学gydF4y2Ba

    Kaoru日本久保田公司gydF4y2Ba

  25. 地质研究所,大学联邦弗洛米嫩塞(终于),巴西里约热内卢gydF4y2Ba

    蒂亚戈佩雷拉多斯桑托斯gydF4y2Ba

  26. 达尼丁奥塔哥大学化学系,新西兰gydF4y2Ba

    约翰•m•RolisongydF4y2Ba

  27. 挪威卑尔根Bjerknes气候研究中心gydF4y2Ba

    玛吉特·h·西蒙gydF4y2Ba

  28. 不莱梅大学地质学系,德国不莱梅gydF4y2Ba

    黛博拉TangunangydF4y2Ba

  29. 实验室的高原湖泊生态系统和全球变化、云南师范大学、昆明,中华人民共和国gydF4y2Ba

    Hucai张gydF4y2Ba

作者gydF4y2Ba
  1. 艾登·斯塔尔gydF4y2Ba
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  2. 伊恩·r·霍尔gydF4y2Ba
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  3. 斯蒂芬•巴克gydF4y2Ba
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  4. 托马斯RackowgydF4y2Ba
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  5. 徐张gydF4y2Ba
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  6. 西德尼·r·海明gydF4y2Ba
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  7. h·j·l·范德LubbegydF4y2Ba
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  8. 格雷戈尔克诺尔gydF4y2Ba
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  9. 梅丽莎·a·伯克gydF4y2Ba
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  10. 格兰特r .境gydF4y2Ba
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  11. Alejandra Cartagena-SierragydF4y2Ba
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  12. Francisco j . Jimenez-EspejogydF4y2Ba
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  13. 荀龚gydF4y2Ba
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  14. Jens GruetznergydF4y2Ba
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  15. Nambiyathodi LathikagydF4y2Ba
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  16. 利亚·j·李维gydF4y2Ba
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  17. 丽贝卡·s·罗宾逊gydF4y2Ba
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  18. 马丁·齐格勒gydF4y2Ba
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财团gydF4y2Ba

考察361年科学方gydF4y2Ba

  • 伊恩·r·霍尔gydF4y2Ba
  • 西德尼·r·海明gydF4y2Ba
  • 利亚·j·李维gydF4y2Ba
  • 斯蒂芬·巴克gydF4y2Ba
  • ,梅丽莎·a·伯克gydF4y2Ba
  • ,卢娜BrenteganigydF4y2Ba
  • 鲍特,CaleygydF4y2Ba
  • ,Alejandra Cartagena-SierragydF4y2Ba
  • 克里斯托弗·d·查尔斯gydF4y2Ba
  • Jason j . CoenengydF4y2Ba
  • 朱利安g . CrespingydF4y2Ba
  • ,埃里森FranzesegydF4y2Ba
  • ,Jens GruetznergydF4y2Ba
  • ,Xibin汉gydF4y2Ba
  • 索菲娅k . v .海恩斯gydF4y2Ba
  • Francisco j·希门尼斯EspejogydF4y2Ba
  • ,珍gydF4y2Ba
  • 安德烈KoutsodendrisgydF4y2Ba
  • ,Kaoru日本久保田公司gydF4y2Ba
  • ,Nambiyathodi LathikagydF4y2Ba
  • 理查德·d·诺里斯gydF4y2Ba
  • ,蒂亚戈·佩雷拉多斯桑托斯gydF4y2Ba
  • ,丽贝卡·s·罗宾逊gydF4y2Ba
  • 约翰·m·RolisongydF4y2Ba
  • ,玛吉特·h·西蒙gydF4y2Ba
  • Deborah TangunangydF4y2Ba
  • h·j·l·范德LubbegydF4y2Ba
  • 雅子YamanegydF4y2Ba
  • & Hucai张gydF4y2Ba

贡献gydF4y2Ba

IODP探险361年由I.R.H.和S.R.H.科学探险361党员导致样本集合。I.R.H.研究制定。A.S.进行实验室分析。从S.B. A.S.执行数据分析输入,I.R.H.书,讲述,和H.J.L.v.d.L. T.R. performed Pyberg experiments and X.Z. performed COSMOS experiments. A.S. wrote the manuscript with input from I.R.H., S.B., G.K., T.R. and X.Z. All authors contributed to the interpretation of results and commented on the final manuscript.

相应的作者gydF4y2Ba

对应到gydF4y2Ba艾登·斯塔尔gydF4y2Ba或gydF4y2Ba伊恩·r·霍尔gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

道德声明gydF4y2Ba

相互竞争的利益gydF4y2Ba

作者宣称没有利益冲突。gydF4y2Ba

额外的信息gydF4y2Ba

同行审查的信息gydF4y2Ba自然gydF4y2Ba由于海伦博斯托克,直到瓦格纳,另,匿名的,审稿人(s)为他们的贡献的同行评审工作。gydF4y2Ba

出版商的注意gydF4y2Ba施普林格自然保持中立在发表关于司法主权地图和所属机构。gydF4y2Ba

扩展数据数据和表gydF4y2Ba

扩展数据图1的示意图表示这项研究中描述的“南逃”机制。gydF4y2Ba

一个gydF4y2Ba,南太平洋的一个理想化的表示在间冰期的条件。前置面板给meridional-averaged推翻循环gydF4y2Ba93年gydF4y2Ba低,循环分为上层细胞和细胞。箭头的宽度代表每个循环细胞的相对强度(更广泛更强)。顶部面板代表了海洋表面,冰山崩解从南极冰盖(AIS)然后向北后向东轨迹。蓝色阴影代表冰山融水混合成较低的细胞冰山融化南部主要的南极绕极流(ACC)带。橙色波浪箭头表示盐水拒绝从海冰的形成。粉色乐队代表了副热带锋区(STFZ)描述亚热带政权北极和南极(子)政权。gydF4y2BabgydF4y2Ba,如gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba,在冰川初始条件;即从间冰期转变为冰川条件。的重大变化gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba是冰山的北方位移轨迹,导致大部分的融水向北蔓延,上层细胞混合,而不是更低的细胞。第二,冷表面条件便于扩展的海冰覆盖,增加和随后的盐水被拒绝。较低的细胞组合的经验不那么积极浮力迫使冰山融水,盐水更少拒绝,从而变得更强。南部逃脱融水上层细胞尚未发生在足够高的达到扰乱上层细胞因此颠覆细胞是不变的几何图形gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba。gydF4y2BacgydF4y2Ba,如gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba和gydF4y2BabgydF4y2Ba完整的冰川条件(后发生gydF4y2BabgydF4y2Ba)。这里融水的南部逃脱成功摄动上层细胞,目前较弱,向上收缩。对降低细胞从而增加体积。gydF4y2Ba

扩展数据图2美联社gydF4y2Ba电脑及相关知识gydF4y2Ba年龄模型和复合施工记录。gydF4y2Ba

一个gydF4y2Ba的附加U1475 md02的底部用δ- 2588gydF4y2Ba18gydF4y2BaOgydF4y2Ba底栖生物gydF4y2Ba用新的美联社gydF4y2Ba电脑及相关知识gydF4y2Ba复合深度规模在右手轴。gydF4y2BabgydF4y2Ba,Age-depth领带点(圈)的值和95%的置信范围确定的年龄模型。深度是美联社gydF4y2Ba电脑及相关知识gydF4y2Ba规模。gydF4y2BacgydF4y2Ba,δgydF4y2Ba18gydF4y2BaOgydF4y2Ba底栖生物gydF4y2Ba从这项研究(紫色)和调优目标,全球δgydF4y2Ba18gydF4y2BaOgydF4y2Ba底栖生物gydF4y2Ba堆栈gydF4y2Ba53gydF4y2Ba(浅灰色)和隐含的线性计算沉降率(黑色虚线)和3月从最后年龄模型(绿色实线)在较低的次要情节。gydF4y2Ba

扩展数据图3 SEM成像和矿物学IRD谷物的美联社gydF4y2Ba电脑及相关知识gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

一个gydF4y2Ba一个石英颗粒的扫描电镜图像从网站U1475的放大图表面显微组织在嵌入面板。gydF4y2Ba罪犯gydF4y2Ba,SEM图像IRD谷物与相对峰值强度的例子元素来源于EDS分析点。石英的典型图像显示光谱(gydF4y2BabgydF4y2Ba石榴石),(铁铝榴石成员;gydF4y2BacgydF4y2Ba)和钾长石(正长石;gydF4y2BadgydF4y2Ba)。规模酒吧有白色的扫描电镜图像。gydF4y2Ba

扩展数据图4比较δgydF4y2Ba13gydF4y2BaCgydF4y2Ba底栖生物gydF4y2Ba和水质量“包”。gydF4y2Ba

一个gydF4y2Ba自生εNd (gydF4y2Ba143年gydF4y2BaNd /gydF4y2Ba144年gydF4y2Ba从赤道大西洋深处Nd)同位素记录(ODP参考站点154 - 929年。gydF4y2Ba20.gydF4y2Ba;,绿色),平滑δgydF4y2Ba13gydF4y2BaCgydF4y2Ba底栖生物gydF4y2Ba栈northern-sourced水(新南威尔士州),太平洋深海(血栓)和southern-sourced水(f)包(见gydF4y2Ba方法gydF4y2Ba堆栈结构和组成核心网站)和美联社gydF4y2Ba电脑及相关知识gydF4y2BaδgydF4y2Ba13gydF4y2BaCgydF4y2Ba底栖生物gydF4y2Ba记录。选择显示为灰色小姐垂直遮阳。时间序列在底部gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba显示%新南威尔士州美联社gydF4y2Ba电脑及相关知识gydF4y2Ba使用二进制混合计算模型与新南威尔士州和血栓(灰色)或f(紫色)的元素。gydF4y2BabgydF4y2Ba,美联社的散点图gydF4y2Ba电脑及相关知识gydF4y2BaδgydF4y2Ba13gydF4y2BaCgydF4y2Ba底栖生物gydF4y2Ba与%新南威尔士州量计算(左)和血栓(中)包和ref和εNd同位素记录。gydF4y2Ba20.gydF4y2Ba(右)。皮尔森相关系数,gydF4y2BargydF4y2Ba2gydF4y2Ba是给定的。gydF4y2BacgydF4y2Ba,工业化前的δgydF4y2Ba13gydF4y2BaC的溶解有机碳(ref。gydF4y2Ba94年gydF4y2Ba)沿着南北(蓝色)然后样东西(红色),美联社gydF4y2Ba电脑及相关知识gydF4y2Ba位置显示为一个白色的圆。gydF4y2Ba

扩展测试数据图5时间序列分析算法。gydF4y2Ba

一个gydF4y2Ba,gydF4y2BabgydF4y2Ba、测试peak-lag算法来检测关系在一系列代理应用时间序列与已知的滞后。实际滞后的轴代表了已知的代理之间的滞后时间对双系列和计算延迟的轴显示延迟估计的算法。完美的性能将表现为1:1直线通过散射点。在gydF4y2BabgydF4y2Ba小提琴情节显示的意思是,中位数和内核概率密度的估计计算从10滞后gydF4y2Ba4gydF4y2Ba迭代的测试。gydF4y2BacgydF4y2Ba,结果“冰川积累”与每个阴影算法曲线代表太少了gydF4y2Ba3月gydF4y2Ba(绿色)和δgydF4y2Ba18gydF4y2BaOgydF4y2Ba底栖生物gydF4y2Ba(紫色)集成和标准化在每个冰川周期的100%。以上,δgydF4y2Ba18gydF4y2BaOgydF4y2Ba底栖生物gydF4y2Ba紫色记录所示(实线)与绿色三角形表示峰值间冰期的识别和δ的黑色虚线显示gydF4y2Ba18gydF4y2BaOgydF4y2Ba底栖生物gydF4y2Ba阈值以上的转换从冰川间冰期环境定义。gydF4y2BadgydF4y2Ba基于高斯函数的互相关(gXCF)gydF4y2Ba86年gydF4y2Ba函数美联社gydF4y2Ba电脑及相关知识gydF4y2Ba太少了gydF4y2Ba3月gydF4y2Ba和δgydF4y2Ba13gydF4y2BaOgydF4y2Ba底栖生物gydF4y2Ba和δgydF4y2Ba13gydF4y2BaCgydF4y2Ba底栖生物gydF4y2Ba。水平线显示明显的互相关的蒙特卡罗信心水平的95%。gydF4y2Ba

扩展数据图6宇宙模型实验结果。gydF4y2Ba

一个gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2BacgydF4y2Ba,年平均海平面高度(SSH;工业化前的阴影)实验(gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba)LGM (gydF4y2BabgydF4y2Ba)和27 ka (gydF4y2BacgydF4y2Ba)。固体(虚线)轮廓代表90%(15%)的海冰的浓度。gydF4y2BadgydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2BafgydF4y2Ba,如gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2BacgydF4y2Ba气候,年平均海面温度(SST)。gydF4y2BaggydF4y2Ba,异常之间的年平均SSH 27 ka和LGM实验。固体(虚线)轮廓为90%(15%)的海冰浓度(黑色和白色的线表示27 ka,分别)。gydF4y2BahgydF4y2Ba,如gydF4y2BaggydF4y2Ba风场。gydF4y2Ba

扩展数据图7 Pyberg模型试验的结果。gydF4y2Ba

一个gydF4y2Ba,gydF4y2BacgydF4y2Ba,gydF4y2BaegydF4y2Ba,空间分布融水输入估计1°×1°时被Pyberg细胞工业化前迫于宇宙输出(π;gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba),LGM (gydF4y2BacgydF4y2Ba),LGM 27 ka (LGM27ka;gydF4y2BaegydF4y2Ba)条件。紫色是现代杨百翰大学巨大的冰山冰山轨迹的观察数据库gydF4y2Ba95年gydF4y2Ba(QSCAT);模仿工业化前的轨迹出现大大超过了所观察到的,可能因为冰山跟踪Pyberg即使他们变得太小,被识别,因此追踪的现代观测技术。gydF4y2BabgydF4y2Ba,gydF4y2BadgydF4y2Ba,gydF4y2BafgydF4y2Ba工业化前,纬向平均融水估计(gydF4y2BabgydF4y2Ba),LGM (gydF4y2BadgydF4y2Ba)和LGM27ka (gydF4y2BafgydF4y2Ba)实验。平均每个纬度是0到50°E;换句话说,这显示了融水的纬向分布在海洋Indian-Atlantic网关。gydF4y2Ba

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斯塔尔,。,Hall, I.R., Barker, S.et al。gydF4y2Ba南极的冰山重组在更新世冰川海洋环流。gydF4y2Ba自然gydF4y2Ba589年gydF4y2Ba,236 - 241 (2021)。https://doi.org/10.1038/s41586 - 020 - 03094 - 7gydF4y2Ba

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