MIS10以来西太平洋暖池核心区上部水体演化及其与古ENSO和ITCZ的关系

发布时间：2017-12-12 03:11

  本文关键词：MIS10以来西太平洋暖池核心区上部水体演化及其与古ENSO和ITCZ的关系

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【摘要】：通过对位于西太平洋暖池核心区的Ontong Java海台KX97322-4岩心(00o01.73'S,159o14.66'E,水深2362 m,岩心长度6.3 m)不同生境下多种浮游有孔虫壳体的稳定同位素分析、Mg/Ca古温度和海水δ18O(δ18Osw)的重建等,揭示了过去36万年来冰期旋回中西太平洋暖池(WPWP)核心区上部水体结构的演化历史及其与ENSO-like和热带辐合带(ITCZ)变化的关系。浮游有孔虫(Globigerinoides ruber、Globigerinella aequilateralis和Neogloboquadrina dutertrei)壳体Mg/Ca古温度重建结果表明WPWP核心区过去36万年来不同水层的温度演化具有明显的冰期旋回特征。LGM时海表温度(SST)相比于晚全新世低2.9±0.7℃。SST在冰消期与浮游δ18O变化近于同步,但超前于底栖δ18O变化(2~3 kyr)。在间冰期WPWP可能存在一个SST阈值(~29℃)控制着过去全球冰体积的改变。间冰期降温阶段SST下降速度明显快于δ18O的变化,此时存在一个冰体积开始快速增长的阈值,而在冰期结束时并没有发现这种阈值的存在,SST可能并不是进入间冰期的直接驱动。在MIS 6期,WPWP的SST和δ18O反向变化表明,冰期相对较高的SST有利于热带向两极水汽的输送以促进两极冰川的建造。冰期旋回中WPWP次表层水温(sub-SST)变化比表层更加剧烈,sub-SST在冰消期之前就先于SST变暖,且明显超前于δ18O变化。频谱分析表明WPWP过去SST变化主要受控于热带过程,而sub-SST主要受高纬过程控制。东西赤道太平洋SST对比和WPWP的垂向温度梯度变化表明,在SST变化相对稳定的冰期,热带太平洋处于La Ni?a-like状态,Walker和Hadley环流同步增强。而在SST快速变化时期(如间冰期的快速降温阶段和冰消期),热带太平洋处于El Ni?o-like状态。在WPWP的次表层,ENSO-like主要体现在盐度信号上,sub-SST先通过影响障碍层的变化从而影响表层水体温度和盐度的变化。热带太平洋可通过ENSO-like过程调节热和水汽向中高纬的输送,从而驱动过去冰期旋回中的冰体积变化。由于δ18Osw与盐度呈线性正相关,δ18Osw的冰期偏重和间冰期偏轻反映了WPWP过去上部海水盐度的变化。研究结果表明,次表层水体的盐度变化范围比表层水体大。通过垂向盐度变化幅度的对比,推测冰期La Ni?a-like状态时WPWP核心区存在障碍层,而间冰期El Ni?o-like状态时缺乏显著的障碍层。表层海水δ18Osw-iv的变化指示,WPWP核心区的降雨明显受控于ENSO-like过程及与之相伴生的ITCZ的位移,且和东亚夏季风降雨变化负相关。热带太平洋ENSO-like过程影响WPWP核心区降雨变化的幅度,控制WPWP水汽平衡,并影响ITCZ的移动和变化幅度,进而与东亚夏季风降雨相系,ENSO-like过程对ITCZ起着内部系统调谐的作用。过去36万年来,WPWP核心区上部水体的生物地球化学过程也经历了相应的演化过程。该海区生产力冰期高于间冰期,冰期δ13C低值可能源自南大洋冰期中层水对热带次表层水的入侵。冰消期浮游和底栖有孔虫的δ13C差值(Δδ13Cp-b)存在极低值,对应着δ13C宽幅低值事件,但早于间冰期生产力低值期,可能源于该时期深水通风的加强或中深层水的上涌。冰消期El Ni?o-like时WPWP温跃层上升,东赤道太平洋温跃层降低,生物泵作用减弱,但加强的深部上涌释放大量CO2使得全球进入暖期。
【学位授予单位】：中国科学院研究生院(海洋研究所)
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P736.22

【参考文献】

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本文编号：1280936