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本次工作选择中法合作马可.波罗(Marco Polo)航次于2005年在南海南部陆坡采集的MD05-2894/2895柱状样(7°2.25N,111°33.11E,水深1982 m),以精确的年龄框架为基础,通过浮游有孔虫简要属种统计、表层种Globigerinoides ruber(white)和次表层种Pulleniatina obliquiloculata的氧、碳同位素和Mg/Ca比值分析,讨论了末次冰期以来南海南部表层海水的温度、盐度变化的同时,特别关注了次表层海水温度和上层海水垂向结构(温跃层深度)的变化。
浮游有孔虫属种统计的结果表明,末次冰期以来,本站各浮游有孔虫属种中以表层暖水种G.sacculifer丰度最大,G.ruber和P. obliquiloculata丰度也较高,说明此时表层海水温度(sea surface temperature, SST)较高。G.sacculifer和G.ruber的丰度均呈现明显的冰期/间冰期旋回,P. obliquiloculata的丰度有总体降低,没有明显的冰期/间冰期旋回,且分别在3.7—5.2 ka和14.9—16.0 ka之间出现两次明显降低的事件,分别对应晚全新世和末次冰消期的两次普林虫低值事件。
根据G.ruber的Mg/Ca比值计算的本站SST与氧同位素对应较好,但在新仙女木变冷事件(Younger Dryas, YD)期间未见降温;在Heinrich1变冷事件(简称H1)期间,Mg/Ca比值计算的SST降温明显。而南海南部其他站位用Uk37法计算的SST与Mg/Ca法计算的SST的趋势相似,在YD期间几乎没有降温,而在H1期间降温幅度超过1℃。这说明南海南部在YD期间确实没有明显降温,而在H1期间表层海水温度大幅下降。用剩余海水氧同位素δ18O8w重建的表层海水盐度也呈现明显的冰期/间冰期旋回,冰期表层海水盐度下降,但这种下降与当地降水—蒸发平衡关系不大。与全新世相比,南海南部冰期降水变化不大,气候不曾变干。
末次冰期以来南海南部次表层海水温度的变化趋势与表层海水温度和浮游有孔虫氧同位素类似,但次表层海水温度的变化幅度更大。与表层海水温度不同之处在于,次表层海水温度在YD和H1期间的最大降幅高达~3.1℃和~4.8℃。
本次研究应用表层与次表层海水温度的差值AT作为温跃层深度变化的替代性指标,这个指标可以用来反映温跃层深度变化。本站末次冰期以来温跃层深度总体上变浅,但在这一总体趋势下仍有数次回返。YD和H1期间次表层海水温度大幅下降,但表层海水温度降幅较小或者没有下降,导致两者的差值变大,表征温跃层深度变浅。
浮游有孔虫次表层种P. obliquiloculata的丰度变化与南海南部其他站位类似,不但没有冰期/间冰期变化,而且分别在晚全新世和末次冰消期出现了两次丰度急剧降低的事件。晚全新世的普林虫低值事件(Pulleniatina Minimun Event,简称PME)在西太平洋边缘海广泛记录,但末次冰消期的普林虫低值事件(H1Pulleniatina Minimun Event简称H1—PME)则是南海南部特有的现象。本次工作讨论了P. obliquiloculata丰度变化的控制因素,发现表层海水温度对P.obliquiloculata丰度变化的影响不大,次表层海水温度以及与之相关的上层海水垂向结构的变化是影响P. obliquiloculata丰度的最重要因素,温跃层变深时,P.obliquiloculata丰度变大,反之,当温跃层变深,P. obliquiloculata丰度变小。那么,末次冰消期次表层海水温度大幅下降,温跃层变浅,应该是导致P.obliquiloculata丰度急剧降低的直接原因。