海洋所研究揭示熱帶東南亞對北半球高緯快速氣候事件的響應機制
在全球變暖的背景下,海平面上升和極端氣候事件是當前人類所面臨的兩大主要氣候問題,然而,熱帶東南亞地區(qū)對此的氣候反饋目前仍屬未知。為了探究這一科學問題,中國科學院海洋研究所萬世明研究團隊通過研究西北婆羅海槽CG18孔的陸源沉積物組成和沉積通量的時間序列演化,識別了過去4萬年以來它們對海平面變化和古洪水活動的沉積響應,進而揭示了熱帶東南亞對北半球高緯快速氣候事件的響應機制。相關(guān)研究成果發(fā)表在國際地學期刊(Nature Index)Geophysical Research Letters上。

研究區(qū)大氣環(huán)流、降雨及地形分布和研究站位圖
鍶、釹同位素結(jié)果表明,CG18孔的陸源沉積物主要來自于西北婆羅洲。研究發(fā)現(xiàn),在軌道時間尺度,海平面變化是控制西北婆羅海槽陸源沉積的主要因素,盡管西北婆羅洲僅發(fā)育有十分狹窄的大陸架。此外,CG18孔的陸源平均粒徑和沉積通量結(jié)果顯示末次盛冰期海平面下降至最低發(fā)生在約2.1萬年前,且末次冰消期發(fā)生過三次海平面快速上升事件,分別對應于三次冰融水脈沖事件(MWP–19 ka、MWP–1A和MWP–1B)。

西北婆羅海槽陸源沉積對海平面變化的響應
CG18孔的磁化率和粒度組成結(jié)果顯示,在D–O旋回的冷階,西北婆羅海槽發(fā)育有由洪水引發(fā)的異重流沉積?,F(xiàn)代觀測結(jié)果也表明,在東亞冬季風強的年份,馬來西亞通常有大洪水事件發(fā)生。因此,結(jié)合現(xiàn)代觀測和古指標記錄結(jié)果,我們發(fā)現(xiàn)北高緯變冷能夠?qū)е聼釒|南亞洪水事件的發(fā)生,其主要通過影響東亞冬季風和熱帶輻合帶得以實現(xiàn)。一方面,當北半球高緯變冷時,強烈的東亞冬季風穿過南海攜帶大量水汽抵達熱帶東南亞,由于受到山地地貌的阻擋,向上爬升形成強降雨,進而引發(fā)洪水事件的發(fā)生。另一方面,由于受到北高緯變冷和厄爾尼諾的共同影響,造成了熱帶輻合帶在北半球低緯區(qū)的收縮,同樣也會引發(fā)東南亞洪水事件的發(fā)生。此外,我們的新記錄發(fā)現(xiàn),在D–O旋回冷階,持續(xù)強烈的東亞冬季風能夠?qū)⒋罅吭从诒狈降乃斔偷轿鞅逼帕_洲,造成了同時期西北婆羅洲石筍相對較高的 18O值,此時的石筍氧同位素信息可能不再反映當?shù)亟涤炅康淖兓?,而是指示了水汽來源的信號?o:p>

D-O旋回冷階熱帶東南亞洪水事件的觸發(fā)機制
該研究的各種發(fā)現(xiàn)表明,源于北半球高緯的快速氣候事件能夠通過對海平面、東亞冬季風和熱帶輻合帶的影響轉(zhuǎn)化為熱帶東南亞的氣候波動,造成當?shù)睾F矫娴目焖偕仙?、降雨增強以及洪水事件的爆發(fā)。顯然,這些信息對于正確評估熱帶東南亞地區(qū)未來的海平面上升和洪水風險至關(guān)重要。
中國科學院海洋研究所黃杰副研究員是論文第一/通訊作者,研究得到了嶗山實驗室科技創(chuàng)新項目、中國科學院戰(zhàn)略性先導科技專項和國家重點研發(fā)計劃等項目的共同資助。
論文信息:Huang, J.*, Wan, S., Chang, F., Liu J., Yang, Z., Sun, H., Ma, X., Li, A., & Li, T. (2023). Rapid climate links between high northern latitudes and tropical Southeast Asia over the last 40 ka. Geophysical Research Letters, 50, e2023GL107171.
原文鏈接:https://doi.org/10.1029/2023GL107171
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