本文關(guān)鍵詞：MIS10以來(lái)西太平洋暖池核心區(qū)上部水體演化及其與古ENSO和ITCZ的關(guān)系

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【摘要】：通過(guò)對(duì)位于西太平洋暖池核心區(qū)的Ontong Java海臺(tái)KX97322-4巖心(00o01.73'S,159o14.66'E,水深2362 m,巖心長(zhǎng)度6.3 m)不同生境下多種浮游有孔蟲(chóng)殼體的穩(wěn)定同位素分析、Mg/Ca古溫度和海水δ18O(δ18Osw)的重建等,揭示了過(guò)去36萬(wàn)年來(lái)冰期旋回中西太平洋暖池(WPWP)核心區(qū)上部水體結(jié)構(gòu)的演化歷史及其與ENSO-like和熱帶輻合帶(ITCZ)變化的關(guān)系。浮游有孔蟲(chóng)(Globigerinoides ruber、Globigerinella aequilateralis和Neogloboquadrina dutertrei)殼體Mg/Ca古溫度重建結(jié)果表明WPWP核心區(qū)過(guò)去36萬(wàn)年來(lái)不同水層的溫度演化具有明顯的冰期旋回特征。LGM時(shí)海表溫度(SST)相比于晚全新世低2.9±0.7℃。SST在冰消期與浮游δ18O變化近于同步,但超前于底棲δ18O變化(2~3 kyr)。在間冰期WPWP可能存在一個(gè)SST閾值(~29℃)控制著過(guò)去全球冰體積的改變。間冰期降溫階段SST下降速度明顯快于δ18O的變化,此時(shí)存在一個(gè)冰體積開(kāi)始快速增長(zhǎng)的閾值,而在冰期結(jié)束時(shí)并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)這種閾值的存在,SST可能并不是進(jìn)入間冰期的直接驅(qū)動(dòng)。在MIS 6期,WPWP的SST和δ18O反向變化表明,冰期相對(duì)較高的SST有利于熱帶向兩極水汽的輸送以促進(jìn)兩極冰川的建造。冰期旋回中WPWP次表層水溫(sub-SST)變化比表層更加劇烈,sub-SST在冰消期之前就先于SST變暖,且明顯超前于δ18O變化。頻譜分析表明WPWP過(guò)去SST變化主要受控于熱帶過(guò)程,而sub-SST主要受高緯過(guò)程控制。東西赤道太平洋SST對(duì)比和WPWP的垂向溫度梯度變化表明,在SST變化相對(duì)穩(wěn)定的冰期,熱帶太平洋處于La Ni?a-like狀態(tài),Walker和Hadley環(huán)流同步增強(qiáng)。而在SST快速變化時(shí)期(如間冰期的快速降溫階段和冰消期),熱帶太平洋處于El Ni?o-like狀態(tài)。在WPWP的次表層,ENSO-like主要體現(xiàn)在鹽度信號(hào)上,sub-SST先通過(guò)影響障礙層的變化從而影響表層水體溫度和鹽度的變化。熱帶太平洋可通過(guò)ENSO-like過(guò)程調(diào)節(jié)熱和水汽向中高緯的輸送,從而驅(qū)動(dòng)過(guò)去冰期旋回中的冰體積變化。由于δ18Osw與鹽度呈線(xiàn)性正相關(guān),δ18Osw的冰期偏重和間冰期偏輕反映了WPWP過(guò)去上部海水鹽度的變化。研究結(jié)果表明,次表層水體的鹽度變化范圍比表層水體大。通過(guò)垂向鹽度變化幅度的對(duì)比,推測(cè)冰期La Ni?a-like狀態(tài)時(shí)WPWP核心區(qū)存在障礙層,而間冰期El Ni?o-like狀態(tài)時(shí)缺乏顯著的障礙層。表層海水δ18Osw-iv的變化指示,WPWP核心區(qū)的降雨明顯受控于ENSO-like過(guò)程及與之相伴生的ITCZ的位移,且和東亞夏季風(fēng)降雨變化負(fù)相關(guān)。熱帶太平洋ENSO-like過(guò)程影響WPWP核心區(qū)降雨變化的幅度,控制WPWP水汽平衡,并影響ITCZ的移動(dòng)和變化幅度,進(jìn)而與東亞夏季風(fēng)降雨相系,ENSO-like過(guò)程對(duì)ITCZ起著內(nèi)部系統(tǒng)調(diào)諧的作用。過(guò)去36萬(wàn)年來(lái),WPWP核心區(qū)上部水體的生物地球化學(xué)過(guò)程也經(jīng)歷了相應(yīng)的演化過(guò)程。該海區(qū)生產(chǎn)力冰期高于間冰期,冰期δ13C低值可能源自南大洋冰期中層水對(duì)熱帶次表層水的入侵。冰消期浮游和底棲有孔蟲(chóng)的δ13C差值(Δδ13Cp-b)存在極低值,對(duì)應(yīng)著δ13C寬幅低值事件,但早于間冰期生產(chǎn)力低值期,可能源于該時(shí)期深水通風(fēng)的加強(qiáng)或中深層水的上涌。冰消期El Ni?o-like時(shí)WPWP溫躍層上升,東赤道太平洋溫躍層降低,生物泵作用減弱,但加強(qiáng)的深部上涌釋放大量CO2使得全球進(jìn)入暖期。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院研究生院(海洋研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：P736.22

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本文編號(hào)：1280936