海洋所揭示14萬(wàn)年以來(lái)西太平洋島弧風(fēng)化和降水演化歷史
近日,Nature旗下期刊《npj Climate and Atmospheric Science》(2023年影響因子9.0)在線發(fā)表了中國(guó)科學(xué)院海洋研究所萬(wàn)世明課題組、韓國(guó)釜山大學(xué)、法國(guó)巴黎薩克雷大學(xué)、英國(guó)倫敦大學(xué)學(xué)院、同濟(jì)大學(xué)、北京大學(xué)和美國(guó)科羅拉多大學(xué)博爾德分校等單位合作的最新研究成果 。研究團(tuán)隊(duì)利用西太平洋海洋沉積礦物學(xué)和地球化學(xué)風(fēng)化記錄,重建了14萬(wàn)年以來(lái)西太平洋島弧風(fēng)化歷史,并與印度洋-太平洋暖池區(qū)多條降水記錄對(duì)比,結(jié)合瞬變氣候模型模擬結(jié)果,揭示了暖池深對(duì)流-降水演化的時(shí)空分布特征及其對(duì)東亞夏季風(fēng)演化的可能影響。
熱帶西太平洋島弧多發(fā)育基性-超基性的玄武巖,在熱帶暖池區(qū)適宜的氣候(高溫和強(qiáng)降水)與島嶼陡峭的海拔落差(少低地平原,風(fēng)化沉積物在流域不能滯留)疊加影響下,風(fēng)化剝蝕速率快,對(duì)海洋環(huán)境的影響可能比傳統(tǒng)預(yù)期更大??刂茻釒u弧風(fēng)化的主要機(jī)制是什么?如此巨量的玄武巖風(fēng)化是如何響應(yīng)氣候變化的?然而,目前以上問(wèn)題仍沒(méi)有清楚的答案,其根本原因是西太平洋島弧風(fēng)化歷史不清楚。研究團(tuán)隊(duì)選取了位于西太暖池核心區(qū)的MD01-2385巖芯(圖1),提取了新幾內(nèi)亞島西北部鳥(niǎo)頭半島三條礦物學(xué)和元素地球化學(xué)風(fēng)化記錄,重建了14萬(wàn)年以來(lái)島嶼風(fēng)化歷史(圖2)。研究發(fā)現(xiàn)西太平洋島嶼風(fēng)化記錄表現(xiàn)出歲差周期主控特征,與偏心率主控的海表溫度(SST)的變化具有明顯區(qū)別。這一現(xiàn)象暗示風(fēng)化記錄主要受控于暖池大氣深對(duì)流-降水演化,因此,可用于指示14萬(wàn)年以來(lái)暖池大氣深對(duì)流-降水演化歷史。通過(guò)對(duì)比暖池區(qū)其他的深對(duì)流-降水記錄,發(fā)現(xiàn)雖然多條暖池的大氣深對(duì)流演化記錄均以歲差周期為主,但是不同記錄響應(yīng)的日射量月份不同,具有不均一性。瞬變氣候模擬結(jié)果也顯示出這種不均一性的存在,且與現(xiàn)代的降水分布相吻合。

圖1. 研究站位及區(qū)域環(huán)境示意圖

圖2. 14萬(wàn)年以來(lái)熱帶西太平洋島嶼風(fēng)化記錄
研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步與中國(guó)石筍氧同位素記錄的東亞夏季風(fēng)、兩半球低緯度輻射量差異等記錄詳細(xì)對(duì)比,結(jié)合瞬變氣候模擬揭示的空間尺度上歲差極大值和極小值西太平洋海面壓力梯度變化,發(fā)現(xiàn)暖池大氣深對(duì)流可能通過(guò)調(diào)節(jié)西太平洋經(jīng)向海面壓力梯度變化而影響西太平洋副熱帶高壓的東西移動(dòng),進(jìn)而影響東亞夏季風(fēng)的強(qiáng)弱變化(圖3)。該研究重繪了14萬(wàn)年以來(lái)西太平洋島弧風(fēng)化歷史,及其指示的暖池大氣深對(duì)流-降水演化的時(shí)空分布特征,并揭示了其對(duì)東亞夏季風(fēng)演化的可能影響,可為模型和環(huán)境變化預(yù)測(cè)提供參考和借鑒。

圖3. 瞬變氣候模型模擬的歲差極大值和極小值西太平洋海面壓力梯度變化
論文第一作者為中國(guó)科學(xué)院海洋研究所于兆杰副研究員,通訊作者為海洋研究所于兆杰副研究員和韓國(guó)釜山大學(xué)阮驕楊研究員。本研究得到了中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略先導(dǎo)專項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金、山東省自然科學(xué)優(yōu)秀青年基金等項(xiàng)目的支持。
論文連接:?https://www.nature.com/articles/s41612-024-00642-0
論文信息:
Yu, Z., Ruan, J., Song, L.?et al.?Late Pleistocene island weathering and precipitation in the Western Pacific Warm Pool.?npj Clim Atmos Sci?7, 91 (2024). https://doi.org/10.1038/s41612-024-00642-0
附件下載:
魯公網(wǎng)安備37020202001323號(hào) | 古鎮(zhèn)口園區(qū)地址:青島市西海岸新區(qū)海軍路88號(hào) 南海路園區(qū)地址:青島市市南區(qū)南海路7號(hào) 科考船碼頭基地:青島市西海岸新區(qū)長(zhǎng)江東路8號(hào) |
郵編:266000 郵件:iocas@qdio.ac.cn 電話:0532-82898611 傳真:0532-82898612 |
