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科研动态
科研进展
亚热带北太平洋中层环流演化研究取得新进展
来源:海洋地质过程与环境功能实验室     通讯员:姜睿     2020-03-11 08:56:55
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近日,国际地学权威刊物《Climate of the Past》在线发表了海洋试点国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室邹建军副研究员(第一作者)和石学法研究员(通迅作者)与厦门大学、德国阿尔弗雷德韦格纳极地与海洋研究所、台湾海洋大学等单位合作的最新研究成果,“北太平洋亚热带西部千年尺度沉积物氧变化和它与北大西洋气候的联系(Millennial-scale variations in sedimentary oxygenation in the western subtropical North Pacific and its links to North Atlantic climate)”。

该研究对在冲绳海槽北部获取得的高质量重力活塞沉积岩心CHS1(1998年利用“向阳红09”船取得)进行了高分辨率多指标分析,发现末次冰期以来亚热带北太平洋西部中层深度沉积物氧含量变化在千年尺度发生显著变化,呈现冷期增加,暖期减小的特征。这种变化模式与北太平洋中层水(NPIW)形成演化密切相关,本质上受北大西洋翻转环流驱动。这是石学法团队利用该岩心在西边界流黑潮演化研究之后的又一新进展。。

作为全球温盐环流的一个重要组成部分,NPIW广泛分布在亚热带北太平洋300-800m水深范围,其最显著的特征是低盐。现代观测显示NPIW低盐水主要源自鄂霍茨克海,在向南扩张时期把北太平洋亚极地区域丰富的营养盐输运到中、低纬海域,进而影响中低纬北太平洋内部生地化循环和表层-深层海洋物质交换。之前的研究重点关注北太平洋亚极地区域,而对亚热带区域中深层通风演化的研究程度较低。

研究人员对该岩心的海表生物生产力、海底氧化还原环境进行了恢复,结合不饱和烯酮表层海洋温度、黑潮指示种等高分辨率综合记录,与北太平洋高纬区域记录进行了对比,首次明确了在千年时间尺度上NPIW通风演化对亚热带北太平洋中层水团氧化还原条件的直接影响。在Heinrich冰阶1和2时段,亚热带北太平洋沉积物氧含量明显增加。在Bölling-Alleröd(B/A)间冰阶时段,沉积物氧含量显著减小。亚热带北太平洋沉积物氧含量变化模式与NPIW通风演化模式一致,表明二者之间存在紧密的联系。目前北太平洋最小含氧带主要出现在东太平洋,而在亚热带北太平洋西部并没有观测到缺氧现象。B/A时段沉积物缺氧现象的出现表明北太平洋最小含氧带广泛扩张,必然对北太平洋海洋生态系统和物质循环产生深远影响。这对于认识增暖背景下海洋脱氧过程的理解有着重要意义。

本研究成果得到了自然资源部全球变化与海气相互作用专项项目、国家自然科学基金等项目的联合资助。

相关论文及链接如下:

https://www.clim-past.net/16/387/2020/

https://www.clim-past.net/10/1735/2014/



北太平中层水溶解氧平面分布图及表层环流示意图;b研究站位分布图(红色菱形)


亚热带北太平洋西部沉积物氧含量与区域记录比较

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