海洋所利用珊瑚碳氧同位素指標(biāo)揭示呂宋海峽黑潮變化規(guī)律
近日,中科院海洋所胡敦欣院士團(tuán)隊與孫衛(wèi)東研究員團(tuán)隊、天津大學(xué)、臺灣大學(xué)等合作,利用珊瑚地球化學(xué)指標(biāo)成功重建呂宋海峽黑潮流量,并揭示了呂宋海峽黑潮流量的年際-年代際變化規(guī)律,為研究歷史時期洋流變化提供了新的思路和方法。相關(guān)研究成果發(fā)表于國際地學(xué)Top期刊《Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology》,論文通訊作者為胡石建研究員與劉羿教授,第一作者為李小花博士。
黑潮是西北太平洋上一支強(qiáng)大的西邊界流,途徑呂宋海峽時由于失去陸坡支持而入侵南海,對南海的海洋環(huán)流和水團(tuán)特性具有重要影響。但是,由于缺少連續(xù)觀測資料,對入侵呂宋海峽黑潮流量的年際-年代際變化了解較少。由于呂宋海峽黑潮流量的變化對呂宋海峽的水文和溫鹽屬性有很大的影響,而珊瑚的δ13C和δ18O分別可以記錄海水溶解無機(jī)碳δ13C和表層海水溫度、鹽度變化,因此,珊瑚的碳氧同位素指標(biāo)是記錄呂宋海峽黑潮流量變化的獨(dú)特載體,為研究呂宋海峽黑潮流量的年際-年代際變化提供了重要的方向。
研究團(tuán)隊利用在黑潮入侵路徑上、位于我國臺灣西南部小琉球采集的濱珊瑚樣品,開展了月分辨率的δ13C和δ18O分析,得到了近30年的時間序列。研究發(fā)現(xiàn),在年際時間尺度上,增強(qiáng)的呂宋海峽黑潮流量會產(chǎn)生強(qiáng)烈的上升流,攜帶冷的、鹽度高的、13C減少的次表層海水到達(dá)表層,引起表層海水理化性質(zhì)改變,從而被生長在此的珊瑚記錄下來,導(dǎo)致珊瑚δ13C降低及δ18O增加(圖1)。研究團(tuán)隊進(jìn)而利用珊瑚δ18O重建了1977-2003年的呂宋海峽黑潮流量變化(圖2),發(fā)現(xiàn)1970s以來呂宋海峽黑潮流量具有減弱的趨勢,并且與北赤道洋流分支緯度的南北移動有關(guān)。北赤道洋流分支緯度北(南)移,會導(dǎo)致上游黑潮流量減弱(增強(qiáng)),呂宋海峽黑潮流量增加(減弱)。本研究為今后利用珊瑚地球化學(xué)指標(biāo)記錄洋流變化提供了參考,可以利用化石珊瑚示蹤古洋流的變化。
該成果得到了國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院創(chuàng)新交叉團(tuán)隊項目和中國科學(xué)院先導(dǎo)科技專項等項目的聯(lián)合資助。
論文詳情:Li, X., J. Ma, Y. Liu*, S. Hu*, W. Sun, F. Nan, and C.-C. Shen (2023), A monthly resolved coral δ13C and δ18O record of changes in the Kuroshio Current into the South China Sea via the Luzon Strait, Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 615, 111468, doi:https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2023.111468.
論文鏈接:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S003101822300086X

圖1.年際時間尺度上,珊瑚δ13C和δ18O指標(biāo)與LST比較

圖2.珊瑚δ18O重建的LST
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