Global and Planetary Change发表IODP 368航次最新研究成果——对理解中新世中晚期亚洲季风演化具有重要意义

      4月3日，国际著名地学杂志《Global and Planetary Change》在线发表了同济大学博士研究生杨策与合作者的研究成果：“Upper ocean hydrographic changes in response to the evolution of the East Asian monsoon in the northern South China Sea during the middle to late Miocene”。

      中中新世晚期(13.8-5.3 Ma)代表了地球从单极有冰向两极有冰气候状态演化的关键时期,并伴随诸多显著构造和气候变化事件，如东南极冰盖扩张、西太平洋暖池初始形成、青藏高原隆起以及南亚和东亚季风的演化等。这些构造或气候事件显著影响了亚洲季风系统，进而影响了中新世中晚期南海上层海水温度结构和水文变化。作为亚洲季风系统的一部分, 季节性变化的大气环流不仅控制南海及其附近区域的降水和地表径流,同样影响了南海表层洋流的方向和强度，表层海水温度以及盐度（图1）。然而亚洲季风在百万年时间尺度上对于南海上层海水温度结构与表层水文变化有何影响，目前还不完全清楚。

图1. 本次研究站位与相关站位

    本次研究通过对南海北部IODP 368航次U1501站沉积记录中的浮游有孔虫混合层种Globigerinoides sacculifer 和温跃层种Neogloboquadrina acostaensis, Neogloboquadrina humerosa, Paragloborotalia siakensis进行氧碳同位素和Mg/Ca比值测试，重建了13.6-7.3Ma南海北部表层水文和上层海水温度结构的变化（图2）。剩余海水氧同位素重建结果表明东亚夏季风降水在13.6-10.2 Ma减少，在10.2-7.3 Ma期间强度有所增加。对于10.2-7.3Ma期间的季风降水增强的信号，来自邻近海域剩余海水氧同位素以及陆地黄土磁化率等记录也支持了这个结果。表层与次表层的海水氧同位素梯度δ¹⁸O_{surface-thermocline}与温度梯度T_{surface-thermocline}重建结果显示，9.4-7.3Ma期间上层水体氧同位素与温度差值明显增大，指示温跃层变浅，水体混合减弱，推测是由于增强的东亚夏季风降水和河流淡水输入所导致。结合这一时期的构造与气候背景，从水汽供应和大气环流的角度来考虑，中晚中新世东亚夏季风降水增强可能受到西太平洋暖池的初始形成和青藏高原隆升共同影响。通过与南亚季风降水进行对比，结果表明中新世中晚期亚洲季风降水主要受古地理变化控制。上述研究工作对于理解中新世中晚期亚洲季风演化有着重要的科学意义。

图2. 东亚季风陆地与海洋记录. (a) 尖扎盆地黄土磁化率 (Fu et al., 2017); (b) ODP 1146剩余海水氧同位素(Steinke et al., 2010b); (c) IODP U1501剩余海水氧同位素; (d) IODP U1501表层次表层氧同位素梯度; (e) IODP U1501表层次表层温度梯度值

     文章的第一作者和通讯作者为同济大学海洋与地球科学学院博士研究生杨策，合作者包括同济大学翦知湣教授，党皓文副教授以及瑞士苏黎世联邦理工学院张洪瑞博士等。该项研究得到自然资源部（GASI-GEOGE-04）和科技部项目（2018YFE0202401）的资助。