近日，美国地球物理学会（AGU）旗下古海洋学与古气候学领域顶尖期刊《Paleoceanography and Paleoclimatology》发表了题为“Magnetic fingerprints for the paleoenvironmental evolutions since the last deglaciation: Evidence from the northwestern South China Sea sediments”的研究成果。该成果由中国海洋大学海底科学与探测技术教育部重点实验室姜兆霞教授、李三忠教授、何况副教授与国内合作者共同完成。崇本学院本科生孙启顺为论文第一作者，姜兆霞教授为论文通讯作者。

末次消冰期以来的全球变化可以在边缘海沉积物中得到很好的记录，但分离单个古环境信号仍然具有挑战性。本研究通过对南海西北部沉积物岩芯SCS-02中磁性矿物的鉴定和分析，揭示了末次消冰期以来的环境变化。两种高矫顽力磁性矿物（赤铁矿和针铁矿）以及两种低矫顽力磁性矿物（碎屑磁铁矿和生物磁铁矿）在边缘海沉积物中广泛分布，不同的磁性矿物产生于不同的环境，对这些磁性矿物信息的有效分离可以有效重建古气候和古海洋变化。SCS-02岩芯的漫反射光谱研究表明，赤铁矿与针铁矿比值（Hm/Gt）的变化能够有效地记录红河流域的夏季降水变化，Hm/Gt指标揭示了红河流域全新世中期相对干燥，而早全新世和晚全新世则相对湿润，该结果与华南区域陆地降水指标记录的降水变化一致，而与华北区域的相反。西太平洋副热带高压的位置移动和强度变化可能是影响全新世降水分配的主要原因。全新世中期西太副高的增强将更多的降水带到了华北区域，从而使得红河流域相对干旱。对于SCS-02岩芯碎屑磁铁矿的研究表明，红河流域末次消冰期具有比全新世更高的化学风化强度且伴随着相对较细粒度的磁铁矿输入，然而全新世的夏季风强度强于末次冰消期，因此亚洲夏季风与红河流域化学风化发生了解耦，这可能是由冰消期陆架暴露造成的。暴露陆架物质在末次冰消期发生了进一步的化学风化。此外，SCS-02岩芯的生物磁铁矿相对丰度在8ka BP后升高，对应着海平面升高和可能的深水温度升高。因此，本研究表明对于赤铁矿、针铁矿、碎屑和生物磁铁矿等磁性矿物的综合研究是重建大陆-海洋环境变化的重要手段。

图1 研究区域地图及岩芯SCS-02的位置

图2 红河流域降水重建与其它区域降水的对比图

图3 全新世东亚夏季风降水的影响机制模型

本研究得到了国家自然科学基金(42274089和42121005)、崂山实验室科技创新专项(LSKJ202204400)、中央高校基本科研业务费专项(202072001、202341003)、山东省杰出青年基金(ZR2022JQ16)、国家全球变化与海气相互作用研究计划(GASI‐01‐WIND‐CJ02)和泰山学者计划(tsqn202306112、ts20190918、tstp20221112)的资助。

Sun, Q., Jiang, Z., Xiao, C., Chen, L., Liu,W., He, K., et al. (2024). Magnetic fingerprints for the paleoenvironmental evolutions since the last deglaciation: Evidence from the northwestern South China Sea sediments. Paleoceanography and Paleoclimatology, 39, e2023PA004732.

文章链接：https://doi.org/10.1029/2023PA004732