近日，国际知名地学期刊《Global and Planetary Change》以“Middle to Late Quaternary changes in ice rafting and deep current transport on the Alpha Ridge, central Arctic Ocean and their responses to climatic cyclicities”为题发表我院王汝建教授团队最新科研成果，中晚第四纪北冰洋中部阿尔法脊冰筏与深部流搬运的变化及其对气候周期的响应。
为探索北冰洋对第四纪气候变化的响应，该研究对北冰洋中部阿尔法脊的3个沉积物岩芯进行了沉积物输运和沉积机制分析。确定的粒度端元组分—粘土质EM1、细粉砂质EM2和粉砂质砂EM3—分别被解释为海冰搬运、近底水流和冰山输入的替代指标。
海冰和冰山搬运指标EM1和EM3分别在间冰期/间冰阶和冰期/冰阶达到高峰。近底部水流指标EM2总体呈逐渐下降趋势，次级变化表明在冰山排泄量增强期间底流减慢。冰山搬运指标EM3在海洋同位素阶段(MIS) 12、10、8和7阶段出现高峰，并具有高Ca含量，表明劳伦泰德冰盖通过波弗特环流输入了大量冰山。其它的EM3高峰，特别是在MIS 6和MIS 4/3期间，其较高的Zr含量反映可能来源于西伯利亚边缘，从而指示了欧亚冰盖的扩张和穿极流向北冰洋中部的延伸。
在100 kyr和23 kyr周期上，海冰和冰山替代指标与全球冰量和轨道参数的频谱分析具有高度的一致性，说明海冰和冰川作用对偏心率和岁差周期的强烈响应。低纬度过程对高纬北极环境持续的岁差影响表明，北极的大气水分和热量输送与低纬气候过程存在潜在联系。
图1 北冰洋站位和环境背景。白色阴影区域表示北冰洋周围最大的更新世冰川作用(Niessen et al.，2013; Batchelor et al.，2019)。深蓝色虚线表示9月平均海冰范围(1979-2006年间，Parkinson and Cavalieri, 2008)。红色箭头示北冰洋中层水环流 (1700米水深，Jones, 2001)。LR: 罗蒙诺索夫脊; MR: 门捷列夫脊; AR: 阿尔法脊; CP: 楚科奇海台; NR: 北风脊; CB: 加拿大盆地; MB: 马卡罗夫盆地; EB: 欧亚海盆; CAA: 加拿大北极群岛; BG: 波弗特环流; TPD: 穿极流; EAIS: 欧亚冰盖; GIS: 格陵兰冰盖; EI: 埃尔斯米尔岛; LIS: 劳伦泰德冰盖; ESIS:东西伯利亚冰盖。
图2 北冰洋中部沉积物和物源替代指标堆叠平均记录的时间序列变化: (a-d) EM1、EM2、EM3和IRD数据，分别指示海冰、近底水流和冰山的变化; (e, f)可选粉砂的SS%和SSM参数(10-63mm); (g, h) XRF-Zr和-Ca分别表示西伯利亚和加拿大的物源(Wang et al.，2018); (i) XRF-Mn表示间冰期替代指标(Wang et al.，2018); (j)全球LR04-δ18O记录(Lisiecki and Raymo, 2005); 蓝色带表示冰期/冰阶间隔。
本文第一作者及通讯作者均为我院王汝建教授，研究材料来源于中国第三次和第四次北极考察。研究受到中国自然科学基金42176223和41030859，中国北极考察专项CHINARE 2012-2016-03-02的资助。
Wang R, Polyak L, Xiao W, Wu L, Li W, 2023. Middle to Late Quaternary changes in ice rafting and deep current transport on the Alpha Ridge, central Arctic Ocean and their responses to climatic cyclicities. Global and Planetary Change, 220: 104019.
通讯作者：王汝建教授
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全文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0921818122002867