日本海是西北太平洋的一个半封闭边缘海，位于东亚季风气候区，对晚第四纪海平面波动和全球气候变化反应极为敏感，被视为研究东亚古环境和古气候演化及其对全球气候变化响应的重要海区。末次冰期以来，东亚季风、大气环流、海平面及黑潮的时空转换使日本海成为东北亚大陆和太平洋之间、低纬和高纬海洋之间进行物质和能量交换的重要场所。在过去全球变化研究中，尚有许多重要科学问题没有解决。其中一个争论至今的著名问题是，利用UK′37指标恢复的末次盛冰期（LGM）时日本海的海水温度与全新世呈现相当的温暖阶段，而与周围开放海域较冷的冰期大环境截然不同。
在国家自然科学基金等项目的资助下，青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室主任、自然资源部第一海洋研究所石学法研究团队及其合作者针对这一科学问题利用TEXL86指标与UK′37指标进行了对比研究。结果显示，在LGM时期TEXL86同样记录了与UK′37相当的相对高温现象，说明这两个指标同时记录了相同季节和相同水深的海水温度。通过对TEXL86等指标的深入研究发现，该阶段TTEXL86与UK′37记录的是日本海夏季海水表层温度，这一成果合理解释了LGM时期日本海域的UK′37温度异常现象。
研究同时发现，LGM以来日本海上层水体结构发生了剧烈变化。LGM阶段日本海近于封闭，上层水体盐度降低，分层显著增强，TEXL86与UK′37指标同时记录了该阶段表层水体的性质。在末次冰消期，随着海平面的上升，周围海域海水进入日本海，日本海上层水体分层现象迅速发生崩解。随后，TEXL86与UK′37则分别记录了次表层和表层海水温度，温度梯度迅速增大。8.7 ka BP之后TEXL86与UK′37海水温度差异趋小，指示了对马暖流进入日本海；在4.3 ka BP对马暖流影响显著增强，日本海深层对流加强。
本研究表明，在半封闭的日本海，TEXL86与UK′37在不同地质时期可能代表了不同季节和不同水深的水体性质，这为上述指标在相似海域的应用与机制解释提供了借鉴。
报道该成果的论文近日在国际地学知名期刊Geophysical Research Letters（地球物理研究通讯）在线刊发，论文第一作者为自然资源部第一海洋研究所吴永华博士，通讯作者为石学法研究员，德国极地与海洋研究所宫勋博士和同济大学翦知湣教授等作为共同作者。
论文信息：
Wu, Y., Shi, X., Gong, X., Jian, Z., Zou, J., & Liu, Y., et al. (2020). Evolution of the upper ocean stratification in the Japan Sea since the last glacial. Geophysical Research Letters, 47, e2020GL088255. https://doi.org/10.1029/2020GL088255
