晚更新世冰期北太平洋中层环流强化机制及其古环境和古气候影响

As a key component of global ocean meridional overturning circulation and an oceanic tunnel, North Pacific Intermediate Water (NPIW) plays a crucial role in regulating regional oceanic environment and global climate and brings climatic signals and materials from high northern latitude to mid- and low latitudes. Intensified formation of glacial NPIW is hypothesized to have more contributions for variations in regional environment and global climate. However, the mechanisms for intensified glacial North Pacific intermediate water circulation remain elusive and our understanding of its effect of intensification is still insufficient. In this study, two sediment cores, retrieved from the subarctic and subtropic North Pacific, respectively, would be investigated through a suite of proxies measurements. The objective of this study aims to reconstruct downcore profiles of paleocirculation proxies with determined chronological framework. Then, both water sources and ventilation of the subarctic and subtropic North Pacific intermediate water circulation will be ascertained and associated mechanisms for intensified glacial North Pacific intermediate water circulation will be revealed. We will also elucidate the its effect on regional oceanic environment and global climate, picture the spatial configuration of North Pacific intermediate water circulation and build the conceptual model for the evolution of North Pacific intermediate water circulation. At last, the resulting data will improve our knowledge for North Pacific intermediate water circulation during the late Pleistocene.

北太平洋中层水是全球海洋经向翻转流的一个重要组成部分，也是北太平洋高纬气候信号和物质向低纬传递的海洋通道，对区域环境和全球气候变化有着重要影响。在冰期，增强的北太平洋中层环流将显著提高其对区域和全球气候变化的贡献。但是目前对冰期北太平洋中层环流强化的机制并不清楚，对其强化后影响的认识还存在明显不足。本项目选择位于北太平洋亚极地和亚热带的两个岩心为研究对象，通过多指标的综合分析，确定岩心年代框架，建立晚更新世深层海洋环流代用指标的时间序列，查明亚极地和亚热带北太平洋中层环流水体的来源和通风状态，揭示冰期北太平洋中层环流强化的机制，阐明北太平洋中层环流强化对区域海洋环境和全球气候的影响，恢复典型时段北太平洋中层环流的空间分布格局，构建北太平洋中层环流演化的概念模型，提高我们对北太平洋中层环流演化规律的认识。

北太平洋中层水是北太平洋高纬气候信号和物质向低纬传递的海洋通道，对区域和全球气候变化产生显著影响，但是对其变化的驱动机制和效应的认识还存在明显不足。在此背景下，申请人提出开展晚更新世冰期北太平洋中层环流强化机制及其古环境和古气候影响研究。在项目执行期间，对位于北太平洋亚热带和亚极地海域多个沉积岩心进行了多指标分析，综合AMS14C、有孔虫δ18O、沉积学特征等定年技术，建立沉积岩心的年代框架，重建了晚更新世这些海域的表层水文、中层通风和古海洋环境演化历史，发现北太平洋中层水通风变化与亚热带和亚极地表层海洋环境演化密切相关。在千年时间尺度上，北大西洋翻转环流驱动的北太平洋高纬海冰活动和低纬东亚季风降水强度变化是控制北太平洋中层水通风变化的驱动机制。在轨道时间尺度上，我们强调冰期亚热带西边界流向北持续输送高盐水在北太平洋中层水强化方面起着重要的作用。与此同时，勘察加半岛山地冰川坍塌事件对亚北极太平洋表层水文和北太平洋中层水形成产生扰动。在冷期，北太平洋中层水强化提高了海洋内部通风，导致亚热带北太平洋西部大陆边缘中层水深充氧盛行；在间冰期暖期北太平洋中层水坍塌减弱了海洋内部水平氧供给，提高了富营养盐深层水向上涌升，导致亚热带西太平洋、白令海大陆坡和鄂霍次克海中层水体缺氧盛行。该项目的实施，促进了我们对晚更新世北太平洋中层水通风演化过程的理解。该项目总共发表10篇论文（9篇SCI，1篇EI收录），培养2名硕士研究生，在国内外会议上做口头报告4次，展板1次，达到了项目预期目标。