氧同位素11-12期葡萄牙岸外高分辨率底层水环境研究

The time interval, marine isotope stages (MIS) 11-12 (ca. 380-480 ka), characterized by the most extreme glacial and interglacial climate conditions of the late Pleistocene, contains the warmest interglacial MIS 11 and the most severe glacial MIS 12. During this time interval, great changes in the strength of North Atlantic Deep Water (NADW) production occurred, from the most severe reduction during MIS 12 to its maximum during MIS 11. Since NADW is the switch of global ocean thermohaline circulation, figuring out its variation mechanism on millennial scale in extreme climate conditions contributes to understanding the stability of climate system and inferring the trend of future climate change. High-temperature and salty Mediterranean Outflow Water (MOW) flows northward along the western Iberian margin after entering the North Atlantic Ocean through the Strait of Gibraltar, and reaches as far as the Norwegian-Greenland Sea, thus contributing to the production of NADW, which provides a clue to uncover the variation mechanism of NADW. In this study, foraminiferal stable oxygen and carbon isotopes, Mg/Ca ratio, grain size of the sediments and benthic foraminiferal assemblages at IODP Site U1391 off the Portuguese margin in the distal area of MOW will be analyzed, to reconstruct the change processes of bottom water temperature, salinity, dynamics and water masses during MIS 11-12, and uncover the influencing mechanism of MOW on NADW in the transition from MIS 11 to MIS 12 by comparison with the record of NADW.

氧同位素（MIS）11-12期（距今38-48万年）包含了晚更新世以来两个极端气候时期，极温暖的MIS 11期和极寒冷的MIS 12期。在此期间，北大西洋深层水生成强度发生了巨大变化，从MIS 12期最弱到MIS 11期最强。北大西洋深层水是大洋温盐环流的“开关”，探索其在极端气候条件下的演化机制有助于理解气候系统稳定性及推测未来气候变化趋势。而高温高盐的地中海溢出流自直布罗陀海峡进入北大西洋，最远至挪威-格陵兰海，促进了北大西洋深层水的生成，是北大西洋深层水的重要来源。本研究以受地中海溢出流影响的葡萄牙岸外U1391站位岩心沉积物为材料，对MIS 11-12期高分辨率有孔虫壳体稳定氧碳同位素、Mg/Ca比值、沉积物粒度以及底栖有孔虫群落等进行分析，重建该时期葡萄牙岸外底层水温度、盐度、水动力及底层水团演化过程，通过与北大西洋深层水记录进行对比，揭示地中海溢出流对北大西洋深层水的影响机制。

地中海溢出流是全球温盐环流的重要组成部分，强水流可将其高盐分传输至北纬高纬度海域，从而提高北大西洋径向翻转流的效率，促使北大西洋深层水持续形成，维持全球气候的稳定。因此重建地质历史上地中海溢出流的演化具有重大意义。同时，受地中海溢出流影响的葡萄牙岸外位于季节性上升流区，强上升流区是CO2的汇，伴随的高生产力可以调节大气的CO2浓度，从而影响气候变化。本项目以位于葡萄牙岸外的U1391站位（水深1085米）沉积物为研究材料，利用浮游有孔虫Globigerina bulloides和底栖有孔虫Cibicidoides pachyderma稳定氧同位素建立U1391站位的年代地层格架，根据底栖有孔虫指示种或组合以及主要属种的相对丰度变化重建130万年以来葡萄牙岸外地中海溢出流强度变化和初级生产力变化，并对氧同位素13期晚期和氧同位素12期葡萄牙岸外底层水团变化进行高分辨率研究，重建这一时期东北大西洋中层水环流模式。研究结果显示，地中海溢出流强度变化具有从中更新世转型之前（130-90万年前）的4万年周期向中更新世转型之后（70万年以来）的10万年周期转变，并在这种长周期上叠加了2万年的短周期；葡萄牙岸外初级生产力具有间冰期高、冰期低的变化规律；从氧同位素13期晚期到氧同位素12期终止期葡萄牙岸外底层水团发生了三次变化，氧同位素13期晚期底层水被地中海溢出流占据，氧同位素12c和12b期被冰期北大西洋中层水（GNAIW）占据；氧同位素12a期底层水受南部来源水团（SSW）和GNAIW共同影响，且以SSW为主导；氧同位素12期终止期基本完全被SSW占据。

内容获取失败，请点击重试