北半球大冰期南大洋南极带生产力演化及其与大气pCO_(2)的关联

作     者：吴一鸣 郭景腾 赵翔宇 肖文申 刘恒 熊志方 李铁刚 

作者机构：自然资源部第一海洋研究所海洋地质与成矿作用重点实验室青岛266061 崂山实验室海洋地质过程与环境功能实验室青岛266237 上海交通大学海洋学院上海200030 上海交通大学极地生态与气候变化教育部重点实验室上海200030 同济大学海洋地质国家重点实验室上海200092 

出 版 物：《中国科学：地球科学》 (Scientia Sinica(Terrae))

年 卷 期：2024年第54卷第7期

页      面：2276-2287页

核心收录：

学科分类：070702[理学-海洋化学] 07[理学] 0707[理学-海洋科学] 0705[理学-地理学] 070501[理学-自然地理学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(42076232、42006075) 南大洋专项项目(IRASCC2020-2022-No.01-03-02) 泰山学者工程项目(TS20190963、TSQN202211265)资助 

主　　题：罗斯海 生源蛋白石 有机碳 深部流通状况 海冰 海洋碳循环 

摘      要：大气CO_(2)分压(pCO_(2))的降低被认为是启动和发展北半球大冰期(NHG)的先决条件,然而丢失的CO_(2)以何种机制封存在哪个大洋并不明确.南大洋通过表层生产力和深部流通状况的调制可以解释0.8Ma以来大气pCO_(2)的冰期旋回,但不清楚类似机制是否贡献于NHG大气pCO_(2)的降低.利用国际大洋发现计划(IODP)374航次U1524A孔生源蛋白石和有机碳的钛标准化含量和质量堆积速率,重建了3.3~2.4Ma南极罗斯海的生产力演化.结果显示,南大洋南极带生产力呈现明显的阶段性演化特征和长期演化趋势:生产力在3.3~3.0Ma剧烈波动,在3.0~2.6Ma逐渐减小,在2.6~2.4Ma变化不大;总体呈现长期减小的趋势.进一步通过生产力与其潜在影响因素的对比,发现深部流通状况主控了生产力的阶段性演化和长期演化;海冰通过影响光照可能对3.3~3.0Ma的生产力产生影响,而风尘对生产力演化的影响甚微.生产力与大气pCO_(2)记录的对比,显示两者之间不存在耦合关联,表明南大洋南极带生产力不是NHG大气pCO_(2)降低的主要致因.该研究不支持南大洋南极带通过生产力对大气pCO_(2)施加影响,进而驱动NHG;为了揭示南大洋在NHG中的作用,进一步的研究应该聚焦到南极带深部流通状况对大气pCO_(2)的影响,并将类似研究拓展到亚南极带.