近日，Nature旗下期刊《npj Climate and Atmospheric Science》（2023年影响因子9.0）在线发表了中国科学院海洋研究所万世明课题组、韩国釜山大学、法国巴黎萨克雷大学、英国伦敦大学学院、同济大学、北京大学和美国科罗拉多大学博尔德分校等单位合作的最新研究成果 。研究团队利用西太平洋海洋沉积矿物学和地球化学风化记录，重建了14万年以来西太平洋岛弧风化历史，并与印度洋-太平洋暖池区多条降水记录对比，结合瞬变气候模型模拟结果，揭示了暖池深对流-降水演化的时空分布特征及其对东亚夏季风演化的可能影响。
热带西太平洋岛弧多发育基性-超基性的玄武岩，在热带暖池区适宜的气候（高温和强降水）与岛屿陡峭的海拔落差（少低地平原，风化沉积物在流域不能滞留）叠加影响下，风化剥蚀速率快，对海洋环境的影响可能比传统预期更大。控制热带岛弧风化的主要机制是什么？如此巨量的玄武岩风化是如何响应气候变化的？然而，目前以上问题仍没有清楚的答案，其根本原因是西太平洋岛弧风化历史不清楚。研究团队选取了位于西太暖池核心区的MD01-2385岩芯，提取了新几内亚岛西北部鸟头半岛三条矿物学和元素地球化学风化记录，重建了14万年以来岛屿风化历史。研究发现西太平洋岛屿风化记录表现出岁差周期主控特征，与偏心率主控的海表温度（SST）的变化具有明显区别。这一现象暗示风化记录主要受控于暖池大气深对流-降水演化，因此，可用于指示14万年以来暖池大气深对流-降水演化历史。通过对比暖池区其他的深对流-降水记录，发现虽然多条暖池的大气深对流演化记录均以岁差周期为主，但是不同记录响应的日射量月份不同，具有不均一性。瞬变气候模拟结果也显示出这种不均一性的存在，且与现代的降水分布相吻合。
研究团队进一步与中国石笋氧同位素记录的东亚夏季风、两半球低纬度辐射量差异等记录详细对比，结合瞬变气候模拟揭示的空间尺度上岁差极大值和极小值西太平洋海面压力梯度变化，发现暖池大气深对流可能通过调节西太平洋经向海面压力梯度变化而影响西太平洋副热带高压的东西移动，进而影响东亚夏季风的强弱变化（图3）。该研究重绘了14万年以来西太平洋岛弧风化历史，及其指示的暖池大气深对流-降水演化的时空分布特征，并揭示了其对东亚夏季风演化的可能影响，可为模型和环境变化预测提供参考和借鉴。
论文第一作者为中国科学院海洋研究所于兆杰副研究员，通讯作者为海洋研究所于兆杰副研究员和韩国釜山大学阮骄杨研究员。本研究得到了中国科学院战略先导专项、国家自然科学基金、山东省自然科学优秀青年基金等项目的支持。
论文连接： https://www.nature.com/articles/s41612-024-00642-0
论文信息：
Yu, Z., Ruan, J., Song, L. et al. Late Pleistocene island weathering and precipitation in the Western Pacific Warm Pool. npj Clim Atmos Sci 7, 91 (2024). https://doi.org/10.1038/s41612-024-00642-0