造礁珊瑚碳氧耦合同位素测定及其在表层海水温度重建中的应用

表层海水温度(SST)重建是气候环境演变研究的核心问题，珊瑚是重建高分辨率SST记录的最佳载体。经典的珊瑚SST重建利用氧同位素或Sr/Ca、Mg/Ca等元素比值，这些方法或多或少受环境水体相应组成变化的影响，获得的SST记录往往存在较大误差。国际上近几年发展起来的基于碳酸盐碳氧耦合同位素(Clumped Isotope)D47的古温度重建方法有望解决这一问题。该方法建立在单一物相内部均相平衡上，不受环境水体影响，可以获得更精确的古温度记录。耦合同位素是目前国际上稳定同位素研究的前沿领域，在国内的研究刚刚起步。本研究拟建立碳氧耦合同位素D47分析方法，将其应用于南海造礁珊瑚，标定D47-SST温度计并重建南海北部最近150-100年来的SST记录，验证利用碳氧耦合同位素进行SST重建的可靠性和普遍适用性，以建立更精确的SST标尺，为获得更可靠的气候演变信息提供新的研究方法。

碳酸盐碳氧团簇同位素（Clumped Isotope）D47是近年来国际上稳定同位素研究的前言领域，目前团簇同位素的重要用途是13C-18O温度计，该温度计基于碳酸盐矿物物相内部均相平衡，独立于外部环境影响，可以获得精确的古温度记录。本项目成功建立了碳酸盐13C-18O团簇同位素（13C18O16O）D47的分析方法并将其应用珊瑚古气候重建。获得的主要研究成果如下：.1）通过对南海北部琼海海域滨珊瑚LW4进行一系列年分辨率的地球化学指标分析，并对其变化特征进行研究，了解了南海海洋近150年来的年代际气候环境演变特征，发现了太平洋年代际振荡对南海年代际气候变化产生直接影响的古气候记录证据。.2）发现近岸珊瑚骨骼碳同位素的季节变化可能主要是受降雨控制的河流径流输入的影响，太阳辐射、云量覆盖等影响共生虫黄藻光合作用的环境因素的影响相对较小。.3）发现南海北部的雨季从~6789 yr BP以来，发生的时间是不断变化的，一些时期的雨季发生在秋-冬季（8-12月），一些时期的雨季发生在冬-春季（1-4月、12-3月），另一些时期的雨季发生的时间不规则，而不像现代的雨季出现在夏-秋季（6-10月）。.4）对年分辨率珊瑚地球化学记录作为气候环境替代指标的可靠性进行了评估，表明年分辨率珊瑚地球化学指标对记录年代际的气候变化信息是可靠的。.5）通过对南海和瑙鲁岛的珊瑚氧同位素进行对比研究，发现热带地区和高纬度地区的现代太平洋年代际振荡分别起源于热带和高纬度当地，而不是单纯的热带起源和高纬度起源。.6）通过对比来自西北太平洋的三亚海域和来自西南太平洋的瓦努阿图的两个研究地点的珊瑚地球化学记录，发现在这两个地方早中全新世约6.7-6.5ka BP均存在季节性的温度和降雨的解耦。