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近日，国际知名期刊《自然•通讯》（Nature Communications）发表了自然资源部第一海洋研究所姚政权研究员、石学法研究员与中国科学院地质与地球物理研究所郭正堂院士、中国科学院地球环境研究所李新周研究员及国外合作者的最新成果：“Weakening of the South Asian summer monsoon linked to interhemispheric ice-sheet growth since 12 Ma”。研究团队通过分析 IODP 359航次U1467站位岩芯碎屑组分的Sr-Nd同位素组成，揭示了12 Ma以来南亚季风的演化历史及驱动机制。
亚洲季风是全球气候系统的重要组成部分，其形成、演化和驱动机制在全球变化研究中备受关注。许多研究表明，亚洲季风最迟在早中新世就已形成，然而亚洲季风后续演化历史及驱动机制存在很大争议。主要观点包括青藏高原隆升、全球变冷、特提斯海的退缩以及大气CO2变化等驱动了亚洲季风的演化。在上述观点中，全球变冷这一观点受到了广泛关注，但是全球变冷通过何种机制来影响亚洲季风演化仍不清楚。
图1 研究区位置与U1467站位图
印度洋北部马尔代夫内海由两排环状珊胡礁组成，包围着一个独立盆地（图1）。该区域陆源碎屑物质主要以风尘沉积为主，是研究南亚季风的理想区域。通过对 IODP 359航次在印度洋北部马尔代夫内海U1467岩芯沉积中碎屑组分的Sr-Nd同位素研究（图1），建立了过去12 Ma以来的风尘物源和夏季风演化历史。
图2 中新世以来南亚季风演化（a）与全球海表温度（b; Herbert et al., 2016）、太平洋经向温度梯度（c; Zhang et al., 2014）及全球深海氧同位素（d; Holbourn et al., 2018）对比图
物源研究表明，钻孔中风尘物质主要来源于非洲东北部和阿拉伯半岛（Nd同位素值偏正），其次为印度沙漠（Nd同位素值偏负）。前人基于现代观测及东北印度洋表层沉积地球化学研究表明，来自非洲东北部和阿拉伯半岛的风尘物质只能由夏季风输运到马尔代夫内海。U1467钻孔沉积物中Nd同位素高值指示了南亚夏季风增强，将更多来自非洲东北部和阿拉伯半岛的物质输运到研究区，因此U1467钻孔沉积Nd同位素可以反映南亚夏季风强度变化。根据Nd同位素结果，研究人员重建了12 Ma以来南亚夏季风演化历史，总体表现为“两步式”减弱的变化趋势，与深海氧同位素指示的冰盖变化及全球不同纬度海区海表温度变化一致（图2）。此外数值模拟结果也证实，南、北半球冰盖不对称演化可通过影响哈德莱环流/热带辐合带的经向移动以及马斯克林高压和印度低压之间气压梯度来控制南亚季风的演化。该研究阐明了极地冰盖是控制中新世以来构造尺度上南亚季风变化的重要机制，为季风演化的“全球变冷”观点提供了重要证据。
Yao, Z.Q.*, Shi, X.F.*, Guo, Z.T., et al., 2023. Weakening of the South Asian summer monsoon linked to interhemispheric ice-sheet growth since 12 Ma. Nature Communications 14: 829.
论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-023-36537-6
来源 | 国家自然科学基金官网
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