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硨磲是海洋中最大的雙殼類,其殼體具有清晰的日紋層,且生長速率較快(5-200mm/day),是進行高分辨率古氣候?qū)W、古海洋學(xué)研究的良好載體。其殼體地球化學(xué)元素和同位素具有潛在的環(huán)境指示意義,但有待于進一步研究和開發(fā)成為環(huán)境變化的替代指標。
中國科學(xué)院地球環(huán)境研究所研究員晏宏團隊,聯(lián)合同濟大學(xué)、西安交通大學(xué)展開合作研究,通過分析南沙永暑礁現(xiàn)代硨磲殼體的激光共聚焦顯微鏡成像和d18Oshell,結(jié)合現(xiàn)代觀測資料和鹽度收支模型,重建了南沙1989-2013年高分辨率的海水表層d18Osw,并進一步估算了南沙海水表層鹽度(SSS)變化,分析了南沙SSS變化的動力學(xué)過程。
該研究主要取得以下認識:(1)南沙降水在季節(jié)旋回上領(lǐng)先海水表層溫度(SST)變化約71天,在年際時間尺度上(2-7年),兩者基本為反相位關(guān)系。El Ni?o事件發(fā)生時,南沙表現(xiàn)為暖干的氣候狀態(tài);而La Ni?a事件發(fā)生時,表現(xiàn)為冷濕的氣候狀態(tài)。(2)利用激光共聚焦顯微鏡成像,建立了便捷無損的硨磲殼體日紋層識別方法,該方法為重建硨磲殼體可靠的生長年齡模型提供了重要基礎(chǔ)。(3)通過分析南沙硨磲殼體的d18Oshell和降水以及SST之間的相互關(guān)系,結(jié)果顯示在季節(jié)時間尺度上,d18Oshell季節(jié)性并不明顯,振幅變化較小,主要是由于南沙SST和降水之間在季節(jié)旋回上的相位差導(dǎo)致。在年際時間尺度上,d18Oshell主要反映了區(qū)域的降水信號,其次是SST信號。南沙硨磲d18Oshell可以被用于指示過去區(qū)域降水和ENSO變化。(4)基于硨磲d18Oshell和器測SST記錄,估算了南沙1989-2013年南沙海水表層高分辨率的d18Osw記錄。進一步利用航次實測d18Osw和SSS建立了南沙現(xiàn)代d18Osw-SSS的校正關(guān)系,估算了南沙1989-2013年之間高分辨率的SSS記錄。通過與SODA和鹽度收支模型估算的SSS對比,結(jié)果表明南沙SSS的變化主要受表層淡水通量和混合層變化的影響。該結(jié)果提醒人們利用現(xiàn)代d18Osw-SSS的校正關(guān)系重建過去海水表層SSS,需要考慮混合層的變化。
該成果近期發(fā)表于國際期刊Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology上,該項研究得到基金委自然科學(xué)基金、中科院前沿重點研究計劃、海洋國家實驗室開放基金、中國博士后面上基金和同濟大學(xué)開放基金等的支持。
圖1 南沙硨磲概況和現(xiàn)代器測記錄
圖2 南沙硨磲殼體d18Oshell和SST、降水以及Nino3.4區(qū)SST之間的相互關(guān)系
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