《Geology》: 兩萬(wàn)年以來(lái)南海中上層水體熱含量演變過(guò)程研究取得新進(jìn)展
中國(guó)科學(xué)院邊緣海與大洋地質(zhì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室海洋沉積與古環(huán)境研究團(tuán)隊(duì)在南海中上層水體海洋熱含量演變過(guò)程研究上取得重要進(jìn)展，研究成果以題目“Is the upward release of intermediate ocean heat content a possible engine for low-latitude processes?”在線發(fā)表在國(guó)際期刊Geology上。楊藝萍博士為論文第一作者，向榮研究員為通信作者。
海洋是地球上一個(gè)巨大的熱量“存儲(chǔ)器”。長(zhǎng)期以來(lái)，關(guān)于全球氣候變化的高緯驅(qū)動(dòng)和低緯驅(qū)動(dòng)假說(shuō)一直存在許多爭(zhēng)議。其中低緯驅(qū)動(dòng)假說(shuō)的關(guān)鍵是理解熱帶海區(qū)熱量和水汽在海洋和大氣中的分布和循環(huán)演化規(guī)律。中層水（200-1000米）作為大氣和深海之間連通的必經(jīng)通道，通過(guò)控制大氣和深海之間的熱量交換過(guò)程調(diào)節(jié)著全球氣候的變化。然而由于研究手段的缺乏，冰期-間冰期之間的海洋熱含量演變及中-上層水體的熱量傳輸過(guò)程仍不清楚，這大大限制了我們對(duì)全球氣候變化的理解。
研究人員利用生活在不同深度的浮游有孔蟲(chóng)為研究對(duì)象，根據(jù)有孔蟲(chóng)殼體的Mg/Ca比值記錄，重建了兩萬(wàn)年以來(lái)南海北部約60、100、250、325、700米的水體溫度（圖1），并據(jù)此計(jì)算了表層、溫躍層和中層水體的熱含量演變歷史。研究發(fā)現(xiàn)中層水的溫度變化與表層水體的溫度變化呈現(xiàn)相反的變化趨勢(shì)，表明冰期有更多熱量被儲(chǔ)存在中層水體中。
隨著末次冰期向全新世過(guò)渡，儲(chǔ)存在中層水中的熱量逐漸向上層釋放，導(dǎo)致中層和溫躍層的水體溫度自下往上依次下降（圖2），即中層水溫度在14.3千年（kyr）BP時(shí)就開(kāi)始下降，而其上部的水層溫度逐層延遲到12.9、9.2和7.3千年（kyr）BP時(shí)才出現(xiàn)下降。
研究認(rèn)為，這種冰期時(shí)存儲(chǔ)在中層水體中熱含量延后向海洋表層釋放的過(guò)程，可能為后來(lái)的全新世氣候變暖提供了一個(gè)重要能量來(lái)源，有可能是熱帶低緯過(guò)程熱含量演變的一個(gè)重要驅(qū)動(dòng)因素。研究為低緯海區(qū)熱含量變化提供了新的思路。
本項(xiàng)研究由國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“南海深海過(guò)程演變”重大計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目（91228207）、國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金項(xiàng)目（41906057）、中國(guó)科學(xué)院南海生態(tài)環(huán)境工程創(chuàng)新研究院自主部署項(xiàng)目（ISEE2018PY02）等項(xiàng)目共同資助完成。
論文鏈接：https://doi.org/10.1130/G47271.1
圖1 不同屬種浮游有孔蟲(chóng)的鈣化深度
圖2 南海北部中-上層水體的垂向熱力結(jié)構(gòu)和海洋熱含量演變歷史
A：南海北部不同生活深度的浮游有孔蟲(chóng)殼體Mg/Ca記錄的水體溫度；B：中-上層水體的海洋熱含量演變歷史。
