我國學者發(fā)現(xiàn)末次冰消期東亞海洋變暖比陸地早約3 ~ 4千年
2013年06月26日 作者：中國科技論文在線 瀏覽量：7
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近日，中國科學院地質與地球物理所呂厚遠學科組與國內同行合作在《美國科學院院刊》（PNAS，the Proceedings of National Academy of Sciences, UAS）發(fā)表最新研究成果。研究指出，過去2萬年來，當全球氣候從寒冷的冰期向溫暖間冰期轉變過程中，在東亞地區(qū)，海洋變暖超前陸地氣候變暖約3 ~ 4千年。論文提出了高、低緯氣候變化導致海-陸氣候轉暖不同步的新認識，增進了對全球轉暖背景下東亞季風區(qū)氣候變化機制的理解。
現(xiàn)今，全球氣候變化的格局是在地質時期氣候長期演變背景下形成的，但科學家對地質時期冰期向間冰期轉暖過程中，海洋和陸地是否同步轉暖所知甚少，于是提出了多種假說，例如：高緯冰蓋驅動說、低緯大洋暖池驅動說、南半球潛熱驅動說等。不同假說面臨的共同問題，是如何明確海洋、陸地氣候與高、低緯氣候變化的關系，如何同步獲取海洋和陸地氣候變化信息?
該研究成果通過對東海沖繩海槽DG9603鉆孔高分辨率分析，同步獲取了反映陸地植被氣候變化的孢粉指標，和反映海洋環(huán)境變化的有孔蟲以及長鏈烯酮生物溫度指標，在精確年代測定基礎上，重建了距今4萬年來東亞陸地和東海氣候變化序列。結果顯示，孢粉記錄的陸地植被變化表明，陸地氣候在距今約1.5萬年前突然升溫，在距今約1.29 ~1.15萬年期間短期降溫，這個變化模式與北半球高緯度格陵蘭地區(qū)氣候變暖過程是一致的。然而，有孔蟲和長鏈烯酮生物溫標記錄的海水溫度變化顯示，東海沖繩海槽區(qū)海水溫度在約2~1.9萬年前迅速升溫，直到全新世溫暖期，這個變化模式與低緯度西太平洋暖池變暖過程是一致的。由于所分析的陸地（孢粉）、海洋（有孔蟲和長鏈烯酮）氣候指標來自同一鉆孔，相同的時間標尺, 避免了不同地區(qū)、不同材料、不同方法定年造成的年代對比不確定性，分析結果準確地揭示了末次冰消期，東亞地區(qū)海洋變暖超前陸地氣候變暖約3 ~ 4千多年。
研究認為，約2萬年前，隨著北半球-低緯度太陽輻射增加，熱帶海洋接收更多熱量，信風增強，加速了自東向西的赤道暖流，西太平洋暖池變暖。在西太平洋暖池北部, 變暖的海水通過黑潮暖流向北運動，導致東海-沖繩海槽區(qū)域海洋約2 ~ 1.9萬年前迅速升溫；同時在西太平洋暖池南部，溫暖的海水通過厄加勒斯海流進入大西洋，增強大西洋經向翻轉環(huán)流(AMOC)強度，向西北大西洋輸送更多熱量，與北半球同時增大的夏季太陽輻射一起，加熱北半球高緯度冰蓋，大量淡水在約1.9萬年開始涌入北大西洋，導致AMOC減弱，在1.8 ~ 1.5萬年期間AMOC幾乎完全停止，北半球高緯度迅速變冷，并發(fā)展成在北半球影響廣泛的寒冷事件（HS1）。正是這次突然變冷的氣候事件( HS1)推遲了北半球陸地氣候轉暖的時間，導致東亞陸地氣候轉暖滯后東海海洋轉暖約3 ~ 4千年。
審稿專家高度評價了這項工作的研究意義，認為這個發(fā)現(xiàn)揭示了全球不同地區(qū)海洋與陸地氣候變化在不同時間尺度上，可能存在復雜的超前或滯后的關系，這些關系至今并沒有被考慮在古氣候模型或現(xiàn)今的海洋大氣耦合模型中。系統(tǒng)地開展相關研究，可以極大提高氣候模型的預測能力和促進對東亞季風區(qū)氣候演變規(guī)律和驅動機制的認識。
中國科學院地質與地球物理研究所新生代地質與環(huán)境實驗室古生態(tài)學科組徐德克博士后為第一作者，呂厚遠為通信作者。國家海洋局第一海洋研究所、中科院海洋研究所、云南大學學者參加合作研究。這也是呂厚遠學科組, 在國家自然科學基金項目資助下利用微體化石分析方法, 繼在Nature發(fā)表四千年前面條的研究成果，在 PNAS發(fā)表東亞旱作起源的研究成果后，在古氣候-古環(huán)境研究領域在 PNAS發(fā)表的又一篇重要論文, 本研究工作同時也得到科技部和中國科學院資助。
論文連接: http://www.pnas.org/content/early/2013/05/24/1300025110.full.pdf+html
來源：國家自然科學基金委員會地球科學部
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