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苏门答腊海区晚更新世以来的季风上升流活动记录

赵悦  
【摘要】:苏门答腊海区位于东北印度洋,属于西太平洋暖池范围,是全球大洋热量和水气的主要源区,它作为全球气候系统的“引擎”,与北大西洋高纬地区共同构成了全球气候环境演变的枢纽。西太平洋暖池处在三大季风环流汇合区域,与季风活动、热带辐聚带迁移、厄尔尼诺-南方涛动等密切相关,一旦海水上层结构和表层水温发生变化,就会对全球气候变化产生影响。 对苏门答腊西南部BAR9432岩芯及巽他海峡区BAR9443岩芯氧碳同位素、AMS14C测年、浮游有孔虫组合及其所反映的古生产力、温盐及温跃层变化的研究结果表明:苏门答腊海区132kaB.P.以来气候变化的特点,明显受冰期间冰期海平面波动的影响,在此基础上,还与23ka岁差周期引起的北半球太阳辐射变化密切相关。可以说,其古海洋学变化呈现出高纬冰盖驱动和低纬热带驱动的共同作用,可见热带低纬地区在轨道尺度上对全球气候变化具有重要的调节作用。苏门答腊西南部末次间冰期阶段,海平面较高与全新世接近,陆源营养物质输入量减少,研究站位古生产力低,混合层厚,无上升流活动,看不到印度西南夏季风的影响。末次冰期阶段,海平面下降,陆源物质输入量增加,古生产力较高;在此基础上,北半球夏季日照率高值阶段,古生产力更高,说明当时西南季风活动强烈,西南季风流输送赤道印度洋高盐度水至苏门答腊沿岸,使研究区盐度升高,8月盐度远高于2月,盐度季节差大;较微弱的印度季风流与赤道逆流,在澳大利亚东南季风的影响下,可以在研究区形成相对显著的上升流活动,混合层薄,古生产力高,澳大利亚东南季风强化了印度西南季风的影响;而北半球夏季日照率低时,印度西南季风较弱,上升流活动弱,古生产力低,其中氧同位素3期(MIS3)中期,印度东北季风增强,近岸地区蒸发强烈, 2月盐度升高,盐度季节差减小。 然而,巽他海峡区岩芯分辨率较高,显示除了受到冰期间冰期海平面波动及岁差周期的影响外,还受到陆源物质和低盐表层爪哇海水注入的影响:末次冰期22~17kaB.P.阶段,海平面下降,巽他海峡关闭,陆源营养物质输入量增加;水体分层加强使营养物质进入深层水团,海水表层古生产力不高,上升流不发育;干冷气候条件持续时间及强度减弱,西北季风增强给研究区增加了较为湿润的气候条件。17~14ka B.P.阶段,巽他海峡区盛行东南季风,气候冷干,海水的垂直混合作用强,上升流活动发育,使营养物质再循环到海水表层,混合层薄,海水表层生物生产力高;而西北季风微弱,降雨量少,表层海水盐度高。14~8ka B.P.阶段,由于海平面迅速上升,巽他陆架再次被淹没,洋流通道相继打开,暖而低盐的爪哇海水从巽他海峡注入东北印度洋,使上升流活动受到部分抑制,混合层增厚,温度上升,盐度下降;早全新世出现与西北季风有关的降雨和淡水输入增加,说明研究区全新世早期有着更强的季节性。8~3ka B.P.阶段,西北季风带来的大量降雨使大量爪哇海水注入巽他海峡,在表层形成暖而低盐的帽,使得混合层增厚,同时也抑制了上升流活动。约3ka B.P.以来,温跃层变浅,溶解作用较强。


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