《极端的印度夏季季风抑制了末次冰消期期间孟加拉湾的生产力》

  • 来源专题:深海资源开发
  • 编译者: 徐冰烨
  • 发布时间:2025-06-09
  • 印度夏季季风(ISM)降雨是印度次大陆大部分地区淡水的主要来源,季风动力学和河流流量还深刻影响着整个北印度洋的海洋生态系统,而该地区的渔业资源与初级生产力密切相关。印度次大陆的沿海人口是地球上人口最密集、居民生计最脆弱的地区之一,主要依靠海洋蛋白质资源生存。因此,探究ISM变化及其对海洋生物地球化学循环的影响将如何响应全球变化对于评估整个南亚地区未来的粮食安全至关重要。

    美国亚利桑那大学地球科学系K. Thirumalai团队联合其他单位科研人员,从古海洋学视角,探讨了过去约22,000年以来孟加拉湾夏季季风径流、海洋分层和海洋初级生产力之间的相互作用。重点研究从末次盛冰期到全新世的时段,这一时期代表了地质记录中最近一次全球持续增温期。利用国际大洋发现计划(IODP)U1446站点钻孔沉积物中的有孔虫测试,重建了孟加拉湾西北部季风径流和海洋生物地球化学变化。研究发现自末次盛冰期以来,印度夏季季风强度与孟加拉湾初级生产力之间存在非线性关系。

    研究利用浮游有孔虫地球化学指标,重建IODP U1446站点的δ18Osw作为ISM径流替代指标。研究通过对三种按深度分层的浮游有孔虫:G. ruber、Trilobatus sacculifer和Neogloboquadrina dutertrei进行稳定同位素个体有孔虫分析(IFA),研究了U1446站点上层水体过去的季节变化。

    IODP U1446站点的δ18O*sw记录表明,现代ISM径流强度处于过去22,000年里极端古季风状态的中间值。U1446站点的末次盛冰期δ18O*sw明显高于现代值(约0.45‰ VSMOW),对应径流季节性波动减弱约20%。δ18O*sw的最大值(~0.50 ‰)出现在Heinrich Stadial 1(HS1; 17-16 ka)期间,与现代相比减少了~50%。

    通过对海表温度、印度夏季季风径流、海洋生产力和向上层海洋输送的营养物进行同时期重建,得到了自末次盛冰期以来孟加拉湾西北部季风与生物地球化学之间的联系。研究发现,在末次盛冰期,营养物输送和有机质输出通量均高于现代值,此时季风季节性减弱,海表温度比现在低约1.5°C,这与孟加拉湾的其他重建结果一致。这一发现与更长期的更新世研究结论相符:间冰期孟加拉湾的生产力低于冰期,因为较高的淡水通量通过分层限制了垂向混合,但需注意北印度洋各区域可能存在时空异质性。相比之下,在HS1期间,当ISM径流处于最低水平时,U1446站点的Globorotalia属种数量急剧下降,几乎消失,同时G. ruber的Cd/Ca和U/Ca值也降至最低。安达曼海SK168 35孔的记录也观察到了Globorotalia属种数量的减少,其后续趋势与U1446站点的观测结果相似。

  • 原文来源:https://mp.weixin.qq.com/s/VDErtFIFjm7IixDvxN_IZQ
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    • 近日,中国科学院南海海洋研究所研究员罗传秀研究团队在孟加拉湾区域古植被与古季风研究取得重要进展。该团队利用在孟加拉扇区获取的沉积岩芯,通过沉积物年代测试、孢粉分析等方法,重建了末次冰期以来孟加拉湾地区高分辨率的孢粉记录和古植被演化,揭示了轨道尺度和千年尺度上印度季风的变化和响应机制,为科学预测全球变暖背景下印度季风未来变化提供珍贵的历史资料。 印度夏季风(ISM)是全球主要的天气和气候系统之一,可影响世界超四分之一人口的社会经济,认识印度夏季风在自然条件下的演化规律有着重要的现实意义。孟加拉扇区作为全球最大的海底扇区之一,其巨量的沉积物为研究印度季风地质历史演化提供了绝佳条件。 海洋沉积物中的陆源孢粉是重要的古植被和古气候指标,能重建过去的海洋和陆地环境变化。以往研究由于不同季风指标(如石笋δ18O和上升流记录等)的多重影响因素,对晚第四纪不同时间尺度印度夏季风的变化仍存在争论。 本项研究通过分析孟加拉湾两个沉积岩芯(中扇YDY10和上扇E87-32B)的高分辨率孢粉记录,重建了轨道尺度和千年尺度上区域植被动态和印度夏季风降水变化。结果表明:轨道尺度上,指示印度夏季风降水的常绿阔叶植物孢粉(如大戟科、栲属)受北半球夏季太阳辐射量(SSI)变化的驱动,早-中全新世的印度夏季风降水多于海洋同位素阶段(MIS3 )。在千年尺度上,常绿阔叶林孢粉在海因里希事件(H1)、新仙女木(YD)和8.2 千年冷干事件期间,呈现典型的低值特征,与减弱的北大西洋经向翻转环流(AMOC)变化一致。而上扇岩芯的常绿阔叶孢粉百分比从末次盛冰期至早-中全新世逐渐增加,表明印度夏季风降水和河流输入增强。 该研究成果已发表在《第四纪科学评论》(Quaternary Science Reviews)期刊上,论文作者包括中国科学院南海海洋研究所博士生Ananna Rahman、研究员罗传秀、研究员向荣、副研究员万随、博士生Md Hafijur Rahaman Khan、中国科学院青海盐湖所研究员魏海成等。工作得到国家自然科学基金、中国科学院青海省盐湖地质与环境重点实验室奖励经费以及国家自然科学基金委共享航次的支持。 相关论文信息: Rahman A.,?Luo C., Khan?M. H.R., Wan S.,?Yang Y., Wei H., Xiang R., Zhang L., Liu J.,?Su?X.,? Huang Y.,2025. Evolution of Indian monsoon precipitation and vegetation dynamics in the Bay of Bengal region since the last glacial period. Quaternary Science Reviews 356, 109314. 文章链接:https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2025.109314
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