近日，国际地学期刊Earth and Planetary Science Letters《地球与行星科学通讯》（Nature Index）在线发表了中国科学院海洋研究所万世明研究团队在晚新生代对马暖流演化方面的最新研究成果。研究团队和美国罗德岛大学、日本东京大学、海南大学等单位开展合作，基于综合大洋钻探计划IODP 346航次在日本海中部和南部钻探获取的沉积物岩芯的硅藻化石记录，重建了过去约1500万年以来对马暖流的演化历史，发现明显的对马暖流活动最早出现于约1200万年前，揭示了印尼海道的变窄和全球气候变化驱动了西太平洋暖池-黑潮流系-对马暖流的协同演化。
西太平洋暖池作为全球最重要的热量和水汽源区，在区域乃至全球气候变化中发挥着关键作用，其形成演化对理解地球气候的历史至为重要。但目前西太平洋暖池的研究仍主要局限于晚中新世以来，其早期演化及与西边界流系的联系并不清楚。黑潮作为北太平洋副热带环流系统中的西边界流，是全球海洋中仅次于墨西哥湾流的第二大暖流。黑潮将西太平洋暖池的热量和水汽源源不断输送到北半球中纬度区域，不仅孕育了丰富的渔业资源，还塑造了东亚沿海地区温暖湿润的宜居气候环境。对马暖流是黑潮在东海东北部的主要分支，经对马海峡流入日本海。因此，地质时期对马暖流的活动可用于指示黑潮的演化乃至西太平洋暖池的发展，并进而揭示西边界流系与西太平洋暖池演化背后的驱动机制。
日本海处于北温带，对马暖流是现今流入日本海的唯一暖流，为该区域提供了重要的低纬热量及营养盐。硅藻是一种重要的浮游植物（少数种属固着底栖），其种属演化可以反映表层洋流的活动及海表温度的变化。日本海IODP U1430和U1425站位位于对马暖流活动路径上，其岩芯沉积物提供了重建对马暖流长期演化的重要材料。研究团队通过硅藻化石种属的统计分析及表层水古温度的指示，在古生物地层和磁性地层年代约束的基础上，重建了中中新世以来对马暖流活动的长期历史，进而综合已发表的放射虫、有孔虫等数据，揭示了中中新世以来对马暖流、黑潮流系及西太平洋暖池之间的相互联系。
结果显示，典型的热带-亚热带暖水硅藻种属丰度及硅藻古温度指标Td′存在显著的阶段性变化，指示了不同时期对马暖流活动强度的变化。15?12 Ma，虽然一度存在较高的巨大辐环藻丰度（温带种），但由于缺乏热带-亚热带的暖水硅藻化石组合，暗示此阶段可能缺乏对马暖流的活动。12?11 Ma，此时热带-亚热带暖水硅藻化石组合开始出现，指示了早期的对马暖流活动，这和印尼海道变窄、西太平洋暖池开始形成及黑潮发生强化的时间相一致。大约10.7?10 Ma时，由于全球海平面下降和对马海峡的关闭，导致了对马暖流的短暂中断与日本海南部硅藻丰度的显著下降。10?7 Ma的热带-亚热带暖水硅藻记录表明，该阶段仍存在相对明显的对马暖流活动。7?4 Ma，由于缺乏暖水硅藻化石，冷水种硅藻占据主导，表明对马暖流的活动可能一度中断，也对应了该时期黑潮强度的减弱及其路径的南移。直到4?3 Ma，典型热带-亚热带暖水硅藻化石记录的再次出现显示出对马暖流的再次活动，该阶段正对应于印尼海道的进一步变窄及巴拿马海道的最终关闭，其促使了现代西太平洋暖池及和现代黑潮的形成。而后3?2 Ma，由于北半球大冰期的加剧，对马暖流活动明显减弱。自中更新世气候转型以来，全球气候及海平面调控着黑潮的强度及对马海峡的开放程度，最终导致了日本海对马暖流的周期性强弱波动。
本研究基于日本海过去约1500万年以来的硅藻化石记录，重建了迄今最长的对马暖流活动历史，并探究了在西太平洋构造和全球气候变化共同驱动下，对马暖流、黑潮流系和西太平洋暖池之间的协同演变，为西太平洋古海洋和古气候演化提供了新的认识。
论文的第一作者为中国科学院海洋研究所博士研究生程宇龙，通讯作者为万世明研究员。本研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、中国科学院战略先导科技专项和泰山学者项目的支持。
论文信息：
Yulong Cheng,Shiming Wan*,Rebecca S. Robinson,Kenji M. Matsuzaki,Debo Zhao,Xingyan Shen,Lina Zhai,Yi Tang,Huiling Liu,Anchun Li,2025. The history of the Tsushima Warm Current since the middle Miocene: Co-evolution with the Kuroshio Current and the Western Pacific Warm Pool. Earth and Planetary Science Letters 661: 119385,DOI: 10.1016/j.epsl.2025.119385
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0012821X25001840
