早新生代南半球西風帶演化機制研究獲新進展

近日，國際地學自然指數期刊《地球物理研究快報》發表了早新生代南半球西風帶演化機制的研究新進展，該研究由中國科學院海洋研究所研究院常鳳鳴研究組與自然資源部廣州海洋地質調查局、法國海洋開發研究院、德國美因茨大學、同濟大學、自然資源部青島海洋地質研究所和自然資源部第一海洋研究所合作進行。

新生代早期（~65-34 Ma）作為顯生宙以來溫室效應最接近于未來氣候預測值的階段之一，對于理解全球變暖趨勢下地球系統的反饋作用具有重要意義。位于中緯度地區的西風帶，是全球氣候系統的重要組成部分，在調控區域及全球氣候變化方面發揮了關鍵作用。然而，已有關于南半球西風帶演化歷史的研究多集中在晚第四紀以來，其在更長時間尺度上的演化特征，尤其是對早新生代暖室期氣候變化的響應仍知之甚少。

研究人員以國際大洋發現計劃369航次在東南印度洋曼達岬海盆鉆取的U1514站位巖心沉積物為研究對象，該區域在早新生代位于中-高緯度地區，且地處南半球西風帶南部邊緣，為探究其潛在大陸源區的古氣候演化歷史及其與西風帶間的耦合關系提供了絕佳研究材料。

研究人員綜合利用粘土粒級碎屑態組分的Nd-Hf同位素、常微量元素及粘土礦物組成等指標，系統重建了中-晚古新世至早始新世期間大陸源區（即西南澳大利亞）的水文氣候演化歷史。

降水相關指標一致揭示出，中-晚古新世的氣候總體穩定，而早始新世階段的濕度則逐漸增加，且在這一長期演化趨勢上又疊加了兩次快速變化過程：中古新世生物事件和古新世-始新世極熱事件。

通過對比其他站位已發表的古氣候記錄，研究認為，早始新世以來南半球西風帶逐漸向極地方向移動，這主要與全球變暖條件下赤道-極地間溫度梯度的顯著降低有關，其中在古新世-始新世極熱事件期間的變化尤為顯著。

此外，中-晚古新世南極洲橫貫山脈短暫性的冰蓋發育很可能驅動了中古新世生物事件期間南半球西風帶的北向移動。研究對深入認識未來全球變暖不斷加劇背景下大氣環流的響應具有重要啟示。

該研究得到了國家重點研發計劃、國家自然科學基金、廣州市基礎與應用基礎研究項目、廣州海洋地質調查局局長科研基金和法國國家科研署項目的支持。

論文相關信息：

https://doi.org/10.1029/2024GL110182.