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北半球大冰期南大洋南极带生产力演化及其与大气pCo2的关联

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大气CO2分压(pCO2)的降低被认为是启动和发展北半球大冰期(NHG)的先决条件,然而丢失的CO2以何种机制封存在哪个大洋并不明确.南大洋通过表层生产力和深部流通状况的调制可以解释0.8Ma以来大气pCO2的冰期旋回,但不清楚类似机制是否贡献于NHG大气pCO2的降低.利用国际大洋发现计划(IODP)374航次U1524A孔生源蛋白石和有机碳的钛标准化含量和质量堆积速率,重建了3.3～2.4Ma南极罗斯海的生产力演化.结果显示,南大洋南极带生产力呈现明显的阶段性演化特征和长期演化趋势:生产力在3.3～3.0Ma剧烈波动,在3.0～2.6Ma逐渐减小,在2.6～2.4Ma变化不大;总体呈现长期减小的趋势.进一步通过生产力与其潜在影响因素的对比,发现深部流通状况主控了生产力的阶段性演化和长期演化;海冰通过影响光照可能对3.3～3.0Ma的生产力产生影响,而风尘对生产力演化的影响甚微.生产力与大气pCO2记录的对比,显示两者之间不存在耦合关联,表明南大洋南极带生产力不是NHG大气pCO2降低的主要致因.该研究不支持南大洋南极带通过生产力对大气pCO2施加影响,进而驱动NHG;为了揭示南大洋在NHG中的作用,进一步的研究应该聚焦到南极带深部流通状况对大气pCO2的影响,并将类似研究拓展到亚南极带.
Productivity in the Southern Ocean Antarctic Zone during the Northern Hemisphere Glaciation(NHG)and its link to atmospheric pCO2

吴一鸣、郭景腾、赵翔宇、肖文申、刘恒、熊志方、李铁刚

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自然资源部第一海洋研究所,海洋地质与成矿作用重点实验室,青岛 266061

崂山实验室,海洋地质过程与环境功能实验室,青岛 266237

上海交通大学海洋学院,上海 200030

上海交通大学极地生态与气候变化教育部重点实验室,上海 200030

同济大学海洋地质国家重点实验室,上海 200092

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罗斯海 生源蛋白石 有机碳 深部流通状况 海冰 海洋碳循环

国家自然科学基金项目国家自然科学基金项目南大洋专项泰山学者工程项目泰山学者工程项目

4207623242006075IRASCC2020-2022-No.01-03-02TS20190963TSQN202211265

2024

10.1360/SSTe-2024-0026

中国科学(地球科学)
中国科学院

中国科学(地球科学)

CSTPCD北大核心
影响因子：1.828
ISSN：1674-7240
年,卷(期)：2024.54(7)