海洋所利用珊瑚碳氧同位素指标揭示吕宋海峡黑潮变化规律

　　近日，中科院海洋所胡敦欣院士团队与孙卫东研究员团队、天津大学、台湾大学等合作，利用珊瑚地球化学指标成功重建吕宋海峡黑潮流量，并揭示了吕宋海峡黑潮流量的年际-年代际变化规律，为研究历史时期洋流变化提供了新的思路和方法。相关研究成果发表于国际地学Top期刊《Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology》，论文通讯作者为胡石建研究员与刘羿教授，第一作者为李小花博士。
 
　　黑潮是西北太平洋上一支强大的西边界流，途径吕宋海峡时由于失去陆坡支持而入侵南海，对南海的海洋环流和水团特性具有重要影响。但是，由于缺少连续观测资料，对入侵吕宋海峡黑潮流量的年际-年代际变化了解较少。由于吕宋海峡黑潮流量的变化对吕宋海峡的水文和温盐属性有很大的影响，而珊瑚的δ13C和δ18O分别可以记录海水溶解无机碳δ13C和表层海水温度、盐度变化，因此，珊瑚的碳氧同位素指标是记录吕宋海峡黑潮流量变化的独特载体，为研究吕宋海峡黑潮流量的年际-年代际变化提供了重要的方向。
 
　　研究团队利用在黑潮入侵路径上、位于我国台湾西南部小琉球采集的滨珊瑚样品，开展了月分辨率的δ13C和δ18O分析，得到了近30年的时间序列。研究发现，在年际时间尺度上，增强的吕宋海峡黑潮流量会产生强烈的上升流，携带冷的、盐度高的、13C减少的次表层海水到达表层，引起表层海水理化性质改变，从而被生长在此的珊瑚记录下来，导致珊瑚δ13C降低及δ18O增加（图1）。研究团队进而利用珊瑚δ18O重建了1977-2003年的吕宋海峡黑潮流量变化（图2），发现1970s以来吕宋海峡黑潮流量具有减弱的趋势，并且与北赤道洋流分支纬度的南北移动有关。北赤道洋流分支纬度北（南）移，会导致上游黑潮流量减弱（增强），吕宋海峡黑潮流量增加（减弱）。本研究为今后利用珊瑚地球化学指标记录洋流变化提供了参考，可以利用化石珊瑚示踪古洋流的变化。
 
　　该成果得到了国家自然科学基金、中国科学院创新交叉团队项目和中国科学院先导科技专项等项目的联合资助。
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　　论文详情：Li, X., J. Ma, Y. Liu*, S. Hu*, W. Sun, F. Nan, and C.-C. Shen (2023), A monthly resolved coral δ13C and δ18O record of changes in the Kuroshio Current into the South China Sea via the Luzon Strait, Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 615, 111468, doi:https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2023.111468.
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图1.年际时间尺度上，珊瑚δ13C和δ18O指标与LST比较
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图2.珊瑚δ18O重建的LST