南极中层水（Antarctic Intermediate Water, AAIW）建立了高低纬度之间的物理联系，将高纬度海域的碳与营养盐信号输送至低纬度大洋。然而，跨越中更新世气候转型期（Mid-Pleistocene Transition, MPT）与 AAIW 相关的中深层海洋碳储量变化仍缺乏有效约束。
同济大学海洋地质全国重点实验室王汝建教授团队通过西南太平洋ODP1125站位底栖有孔虫 B/Ca、Cd/Ca 以及可选粉砂（Sortable silt）指标的研究，重建了过去 400-1350 ka 期间 AAIW 的溶解无机碳（Dissolved inorganic carbon, DIC）浓度及洋流流速变化。
研究结果显示，中深层海洋碳库在MPT期间呈现出长期扩张的趋势。通过对 B/Ca 衍生的 ∆[CO32−]与Cd/Ca 衍生的[PO43−]进行解耦分析，并进一步区分了驱动 DIC 变化的物理与生物因素。结果发现，MPT 早期（1050-900 ka）的碳储存主要受南大洋生物过程驱动；而在 MPT 晚期（900-650 ka）及 MPT 前期（1350-1200 ka），则转变为由南大洋分层增强和环流减弱主导的模式。值得注意的是，中深层海洋碳库的持续扩张与南极冰盖的扩张同步发生，表明两者的协同作用在 MPT 前期及 MPT 晚期的全球降温与冰期发育中发挥了至关重要的作用。
该论文第一作者为博士生彭正兵，通讯作者为王汝建教授，以及其他合作者。
图1. 现代西南太平洋水文特征及研究站位分布。(a) ODP 1125站位（黄点，本文）及其它研究站位（黑点）的位置；图1a右上角插图为从南至北的水文断面位置（红色竖线，对应图1b）以及大西洋和南大洋中的引用站位。(b)盐度断面图，显示南极中层水、绕极深层水的深度及流向。(c)、(d) 和 (e) 基于GLODAP（Key et al., 2004）的[CO32−]、[PO43−]和溶解无机碳深度断面图。
图2. (a)基于ODP 1125站位∆[PO₄³⁻]重建的∆DICres；(b)ODP 1123站位底栖有孔虫来源的古生产力；(c)IODP U1541站位的蛋白石含量；(d)亚南极区ODP 1090站位的铁质量堆积速率；(e) IODP U1541站位的ACC强度变化；(f)基于ODP 1125站位∆[CO32−]和∆DICres估算的∆DICas；(g)基于 N. pachyderma（s.）Mg/Ca比值的ODP 1094站位海表温度；(h)南半球冰盖发育情况，以冰体积等效海平面；(i)和(j)来自ODP 1123和ODP 1125站位的分选粉砂平均粒径变化。
图3. 示意模型展示了中更新世气候转型期间西南太平洋碳储存与释放的控制机制。(a)南大洋分层控制的碳储存（1350-1200 ka / 900-650 ka）；(b)亚南极生物泵控制的碳储存（1050-900 ka）；(c)碳释放阶段（1200-1050 ka）。