IOCAS-IR
70万年来西太平洋暖池的热带过程及其对上层水体pH和pCO2的影响
贾奇
第一作者单位中国科学院海洋研究所
学位类型博士
导师李铁刚
2018-05-16
学位授予单位中国科学院大学
学位授予地点中国科学院海洋研究所
关键词西太平洋暖池 温盐 厄尔尼诺/南方涛动 上层水体结构 Ph
摘要

西太平洋暖池(WPWP)在热量、水汽和碳循环变化中扮演重要角色,在地质历史时期同样具有重要作用。揭示WPWP的变化规律对了解全球气候变化具有重要意义。本次研究选取位于WPWP北部边缘的MD06-3047B孔沉积岩心为研究材料,利用浮游有孔虫表层种和次表层种的Mg/Ca比、δ18OB/Ca比等重建了70万年以来研究区上层水体的温盐信息及pH和二氧化碳分压(pCO2)记录,结合相关古环境和古气候记录,分析WPWP的水文和上层水体结构变化等热带过程及其影响因素,并进一步探讨这些热带过程与研究区上层水体pHpCO2等记录之间的关系。

通过重建表层海水温度(SST)和表层海水剩余氧同位素记录(δ18Osw-ice),结合WPWP南部、核心区以及热带东太平洋的相应记录对比分析得出:研究区SST和表层δ18Osw-ice记录具有很好的冰期/间冰期旋回变化特征。热带西太平洋南部、北部及核心区的表层δ18Osw-ice记录具有同相位的冰期低间冰期高的变化,表明冰期时表层海水盐度降低,反映降雨增强。分析认为冰期时热带西太平洋降雨增强可能是由于海平面降低及相关海洋性大陆大面积出露和/或大西洋经向翻转流(AMOC)减弱,引起太平洋沃克环流增强和/或热带辐合带(ITCZ)南移。并且,发现冰期时热带东西太平洋的SST梯度增大,热带太平洋处于类La Niña状态,进一步表明冰期时沃克环流增强与热带西太平洋表层海水盐度降低(降雨增强)有关。同时本论文的结果支持前人模拟结果:岁差驱动下的热量重新分配及其引起的季风环流变化,导致热带西太平洋与东亚大陆的降雨量呈反相位变化。

通过重建温跃层海水温度(TWT)和温跃层δ18Osw-ice记录,并结合MD06-3047BSSTPulleniatina obliquiloculata δ13C记录得出:研究区TWTSST记录的变化特征存在差异,冰期时TWT的升高特征要早于SST记录。TWT记录在MIS 16MIS 12MIS 8MIS 6阶段高于MIS 14MIS 10MIS 4-2阶段。表层与次表层海水温度差值(ΔT p. obl-G. rub)反映的温跃层深度具有明显的冰期深间冰期浅的变化特征。分析认为研究区东亚冬季风的强弱变化和南北太平洋来源水团的差异影响可能是导致TWTΔT p. obl-G. rub变化的重要因素。此外,研究区ΔT p. obl-G. rub记录还具有叠加在冰期/间冰期旋回上的长期变化趋势,研究区东亚季风演化可能是影响温跃层长期变化的重要原因。MD06-3047B孔的温跃层深度、δ18Osw-iceδ13C记录在不同冰消期显示不同特征,可能说明中更新世以来各冰消期的驱动因素和/或气候过程存在差异。

研究重建表层和次表层海水pHpCO2变化:冰期时表层海水pH升高,pCO2降低。研究区表层海水碳酸盐系统响应大气pCO2变化;另外,冰期/间冰期旋回中的类ENSO过程也可能干扰表层海水pHpCO2变化。研究区次表层海水pH变化除响应大气pCO2的变化,可能还受到pH显著差异的南北太平洋中层水变化的影响。表层海水pHpCO2记录具有叠加在冰期/间冰期旋回上的长期趋势性变化特征,这一长期阶段性变化特征可能与东亚季风引起的上层水体结构变化有关。

学科领域地球科学
学科门类理学
语种中文
文献类型学位论文
条目标识符http://ir.qdio.ac.cn/handle/337002/154522
专题中国科学院海洋研究所
推荐引用方式
GB/T 7714
贾奇. 70万年来西太平洋暖池的热带过程及其对上层水体pH和pCO2的影响[D]. 中国科学院海洋研究所. 中国科学院大学,2018.
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