末次冰期最盛期热带西太平洋的海洋表层温度
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关 键 词 ：末 次 冰 期 最 盛 期 ；Ｇ．ｒｕｂｅｒ；Ｍｇ／Ｃａ；表 层 海 水 温 度 ；热 带 西 太 平 洋 中 图 分 类 号 ：Ｐ７３６．２ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：０２５６－１４９２（２０１０）０４－００３１－０８
热 带 西 太 平 洋，尤 其 是 年 均 表 层 海 水 温 度 （ＳＳＴ）大 于 ２８ ℃ 的 西 太 平 洋 暖 池 区［１］，是 全 球 海 洋 －大 气 相 互 作 用 最 强 烈 的 区 域 ，在 地 球 气 候 系 统 中 占有重要的地位。 因 此，重 建 热 带 西 太 平 洋 末 次 冰 期最盛期（ＬＧＭ）的 ＳＳＴ 一 直 是 古 气 候 和 古 海 洋 研 究的 重 要 主 题。 根 据 浮 游 有 孔 虫 转 换 函 数，ＣＬＩ－ ＭＡＰ 计划 认 ［２］ 为 ＬＧＭ 热 带 西 太 平 洋 ＳＳＴ 变 化 很 小，与晚全新世（ＬＨ）相 比，降 温 幅 度 不 到 ２ ℃。 随 着浮游有孔虫壳体 Ｍｇ／Ｃａ被用作 ＳＳＴ 的可靠替代 性指标［３－５］，越来 越 多 据 浮 游 有 孔 虫 Ｍｇ／Ｃａ估 算 的 ＳＳＴ（ＳＳＴ Ｍｇ／Ｃａ）显 示，ＬＧＭ 热 带 西 太 平 洋 ＳＳＴ 的 降温幅度 可 达 ３ ℃ ，动 ［４，６－１５］ 摇 了 长 期 以 来 认 为 的 ＬＧＭ 热带西太平洋 ＳＳＴ 变化幅度很小的认识。 但 是，这 些 ＳＳＴＭｇ／Ｃａ估 算 并 没 有 考 虑 海 水 盐 度 变 化 对 浮游有孔虫壳体 Ｍｇ／Ｃａ的影响。
基 金 项 目 ：中 国 科 学 院 知 识 创 新 工 程 项 目 （ＫＺＣＸ２－ＹＷ－２２１）；国 家重点基础研究发展规划项目（２００７ＣＢ８１５９０３）；中 国 科 学 院 海 洋 研 究所知识创新工程青年人才领域前沿项目（２００７－１０）；国 家 自 然 科 学 基金青年科学基金项目（４０９０６０３８／Ｄ０６０３）；海 洋 地 质 国 家 重 点 实 验 室 开 放 基 金 项 目 （ＭＧ０９０３）
３ ２ 海 洋 地 质 与 第 四 纪 地 质
２０１０ 年
图１ 热带西太平洋基于 Ｇ．ｒｕｂｅｒ估算 ＬＧＭ ＳＳＴ 降幅的站位
底 图 修 改 自 ＯＭＣ［２６］，ＳＳＴ 等 温 线 据 ＷＯＡ０５［２７］，曲 线 上 数 字 为 等 温 线 值
Ｆｉｇ．１ Ｃｏｒｅ ｓｉｔｅｓ ｆｏｒ ｅｓｔｉｍａｔｉｎｇ ＬＧＭ ＳＳＴ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ａｔ Ｗｅｓｔ Ｔｒｏｐｉｃａｌ Ｐａｃｉｆｉｃ Ｔｈｅ ｂａｓｅ ｍａｐ ｃｒｅａｔｅｄ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ＯＭＣ［２６］，ＳＳＴ ｉｓｏｔｈｅｒｍ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ＷＯＡ０５［２７］，ａｎｄ ｔｈｅ ｎｕｍｂｅｒｓ ｏｎ ｔｈｅ ｌｉｎｅｓ ａｒｅ ｉｓｏｔｈｅｒｍ ｌａｂｅｌｓ
元素镁钙含 量 比 值，单 位 ｍｍｏｌ／ｍｏｌ；Ａ、Ｂ 为 常 数。
据式①可估算忽略 海 水 盐 度 影 响 时 的 海 水 温 度，但 是 结 果 含 有 误 差 。 ［１６－２３］
通过 培 养 实 验，Ｋｉｓａｋｕｒｅｋ 等 首 ［１９］ 先 建 立 了 有
孔虫 Ｇ．ｒｕｂｅｒ壳体 Ｍｇ／Ｃａ和海水盐度、温度的关系
（δ１８ Ｏｃ－δ１８ Ｏｗ ＋０．２７）２
④
其中 Ｔ 是海水温度（℃）；δ１８ Ｏｃ（‰）、δ１８ Ｏｗ（‰） 分别校正到 ＶＰＤＢ 和 ＶＳＭＯＷ 标准。
若 将 式 ② 、③ 和 ④ 联 立 ，可 得 到 如 下 方 程 组 ：
烄Ｍｇ／Ｃａ＝ｅｘｐ（０．０８＊Ｓ＋０．０８＊Ｔ－２．８） ②
作 者 简 介 ：路 波 （１９８２— ），男 ，博 士 生 ，主 要 从 事 地 球 化 学 和 古 海 洋 学 研 究 ，Ｅ－ｍａｉｌ：ｂｌｕ＠ｎｍｅｍｃ．ｇｏｖ．ｃｎ
收 稿 日 期 ：２０１０－０７－１０；改 回 日 期 ：２０１０－０７－２５． 张 光 威 编 辑
ＩＴＣＺ位移和季风变化 导 致 的 区 域 降 水 量 变 化 会 在 很大程度上影响 区 域 水 文 特 征。 因 此，为 更 客 观 地 再现热带西 太 平 洋，尤 其 是 暖 池 区 ＬＧＭ 时 期 ＳＳＴ 降幅，本文 利 用 热 带 西 太 平 洋 暖 池 核 心 区 ＷＰ７ 站 位岩心浮游有 孔 虫 Ｇ．ｒｕｂｅｒ 壳 体 Ｍｇ／Ｃａ和 壳 体 氧 同位素（δ１８ Ｏｃ）资料，连同收 集 的 该 区 其 他 站 位 岩 心 浮游 有 孔 虫 Ｇ．ｒｕｂｅｒ Ｍｇ／Ｃａ和 δ１８ Ｏｃ记 录，对 热 带 西太平洋 ＬＧＭ 以 来 的 ＳＳＴ 进 行 了 重 新 估 算。 在 此基础上，利用同样 方 法 还 对 赤 道 东 太 平 洋 和 西 印 度洋 ＬＧＭ 以来的 ＳＳＴ 进 行 了 重 新 估 算，通 过 对 比 评价热带 西 太 平 洋 ＳＳＴ 在 ＬＧＭ 期 间 低 纬 度 大 洋 ＳＳＴ 系统中的特殊性。
式：
Ｍｇ／Ｃａ＝ｅｘｐ（０．０８Ｓ＋０．０８Ｔ－２．８） ②
其中 Ｔ 为温 度，单 位℃；Ｍｇ／Ｃａ为 有 孔 虫 壳 体
元素 镁 钙 含 量 比 值，单 位 ｍｍｏｌ／ｍｏｌ；Ｓ 为 海 水 盐
度，单位 ＰＳＵ。据 式 ② 可 排 除 盐 度 的 影 响，更 准 确
地估算海水温度。
应用 式 ② 时，古 海 水 盐 度 可 通 过 古 海 水 水 体 氧
近 年 来，浮 游 有 孔 虫 养 殖 实 验 和 对 沉 积 物 中 有 孔虫壳体的元素地 球 化 学 研 究 表 明，海 水 盐 度 也 是 影响其 Ｍｇ／Ｃａ的 一 个 重 要 因 素。 若 忽 略 海 水 盐 度 的影 响，将 在 据 Ｍｇ／Ｃａ 估 算 古 海 水 温 度 时 引 入 误 差 。 ［１６－２３］ 尤 其 是 在 热 带 太 平 洋－印 度 洋 区 域，由
２０１０ 年 ８ 月 海 洋 地 质 与 第 四 纪 地 质
第 ３０ 卷 第 ４ 期 ＭＡＲＩＮＥ ＧＥＯＬＯＧＹ ＆ ＱＵＡＴＥＲＮＡＲＹ ＧＥＯＬＯＧＹ
ＤＯＩ：１０．３７２４／ＳＰ．Ｊ．１１４０．２０１０．０４０３１
Ｖｏｌ．３０，Ｎｏ．４ Ａｕｇ．，２０１０
有孔虫碳酸盐壳体的形成过程受到强烈的生命效应影响4650可认为热带西太平洋基于gruber估算lgm降温的站位table1coresitesforestimatinglgmsstvariationatwesttropicalpacific站位纬度经度水深海区lhkalgmka参考文献11kl539n6025e3859西印度洋20dahl和oppo4418kl19n6734e3035西印度洋20dahl和oppo4426kl1552n6876e3776西印度洋20dahl和oppo4436kl1708n6905e2055西印度洋20dahl和oppo44odp11451958n11763e3175南海193519132308oppo等45md982162469s1179e1855马卡瑟海峡07540318942300visser等14md982165939s1182e2100mathienblard和bassinot23md97214188n1213e363343319012185rosenthal等13md0123781308s12179e17830741923xu等15md9821701059s12539e83218039819132192stott等12md98218163n12583e2114苏拉威西海0003397319032299stott等12md98217613344e2382阿拉弗拉海0126399719032101stott等12md012140203n14177e2547西太暖池核心区1923degaridelthoron等10md972138125n14614e1960西太暖池核心区36719182257degaridelthoron等wp7393s156e1800西太暖池核心区038198221本文odp806b032n15935e2520西太暖池核心区431923lea等tr16322001n924w2830赤道东太平洋1241923lea等tr16319225n9095w2348赤道东太平洋13219224lea等热带西太平洋基于gruber估算的lgm以来sst变化阴影部分代表lhlgmfig2lgmsstvariationatwesttropicalpacificbasedongrubertheshadedareasindicatethelhandlgmtimeintervals热
第 ４ 期
路 波 ，等 ：末 次 冰 期 最 盛 期 热 带 西 太 平 洋 的 海 洋 表 层 温 度
３３
表１ 热带西太平洋基于 Ｇ．ｒｕｂｅｒ估算 ＬＧＭ 降温的站位 Ｔａｂｌｅ １ Ｃｏｒｅ ｓｉｔｅｓ ｆｏｒ ｅｓｔｉｍａｔｉｎｇ ＬＧＭ ＳＳＴ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ａｔ Ｗｅｓｔ Ｔｒｏｐｉｃａｌ Ｐａｃｉｆｉｃ
１ 材料和方法
ＷＰ７站 位 （３°５６′Ｓ、１５６°Ｅ；水 深 １ ８００ ｍ）岩 心 由“科学一号”１９９３ 年 采 集 于 赤 道 西 太 平 洋 Ｏｎｔｏｎｇ Ｊａｖａ海台西南部（图 １、表 １）。岩 心 按 ２．５ｃｍ 间 隔 取样，每 个 样 品 挑 选 ２５０～３００μｍ 清 洁 无 损 的 Ｇ． ｒｕｂｅｒ ｓ．ｓ［２４－２５］约４０枚，分别取２０枚用 于 δ１８ Ｏ、δ１３ Ｃ 和 Ｍｇ／Ｃａ分析。δ１８ Ｏ、δ１３Ｃ 分析利用中国科学院 海 洋研究所 稳 定 同 位 素 质 谱 仪 （ＧＶ ＩｓｏＰｒｉｍｅ）完 成， 以标准物 ＮＢＳ１８ 校 准 于 ＶＰＤＢ，δ１８ Ｏ、δ１３ Ｃ 分 析 精 度均优于０．０６‰ （１σ）。Ｍｇ／Ｃａ测 试 利 用 中 国 科 学 院 海 洋 研 究 所 电 感 耦 合 等 离 子 发 射 光 谱 仪 （Ｔｈｅｒｍｏ ｉＣＡＰ ６３００Ｒａｄｉａｌ）完 成。 通 过 对 同 一 工 作 溶 液 的 多 次 测 定，Ｍｇ／Ｃａ 仪 器 分 析 精 确 度 约 ０．５％ （１σ ＲＳＤ）、相 对 误 差 约 ０．６％ 。
２ 结果和讨论
图２ 和 图 ３ 分 别 显 示 的 是 ＷＰ７ 及 其 他 站 位 ＬＧＭ 以来基于浮游有孔虫Ｇ．ｒｕｂｅｒ Ｍｇ／Ｃａ，并排除 了盐度影 响 所 估 算 的 ＳＳＴ 变 化 和 ＬＧＭ 相 对 于 晚 全新世的降温幅度。未考虑盐度影响和已排除盐度 效应的 ＬＧＭ ＳＳＴ 降幅列 于 表 ２。 比 较 两 种 计 算 方 式的结果发 现，忽 略 盐 度 影 响 时 的 ＬＧＭ 时 期 ＳＳＴ 降幅明显小于排除海水盐度影响时的估算值。这反 映若忽略的 盐 度 影 响，可 能 低 估 热 带 大 洋 ＬＧＭ 的 ＳＳＴ 降幅。海水盐度 影 响 有 孔 虫 壳 体 Ｍｇ／Ｃａ的 机 制，前人多有研 究 但 尚 无 定 论。 有 孔 虫 碳 酸 盐 壳 体 的 形 成 过 程 受 到 强 烈 的 生 命 效 应 影 响 ，可 ［４６－５０］ 认 为
同 位 素 （δ１８ Ｏｗ ）获 得 ，即 ：
Ｓ＝ｍ＋ｎ＊δ１８ Ｏｗ
③
其中 Ｓ 是 海 水 盐 度 （ＰＳＵ）；δ１８ Ｏｗ （‰）校 正 到
ＶＳＭＯＷ 标 准；ｍ 和 ｎ 是 常 数。 而 海 水 温 度 与
δ１８ Ｏｗ和 δ１８ Ｏｃ关 系 为 ［４０］ ： Ｔ＝１６．９－５．１７（δ１８ Ｏｃ－δ１８ Ｏｗ ＋０．２７）＋０．０９
末次冰期最盛期热带西太平洋的海洋表层温度
路 波１，２，李 铁 刚１，于 心 科１，常 凤 鸣１，南 青 云１
（１ 中国科学院海洋研究所 海洋地质与环境重点实验室 ，青岛 ２６６０７１；２ 中国科学院 研究生院，北京 １０００４９）
摘要：热带西太平洋是全球海－气相互作用最强烈的区 域，在 地 球 气 候 系 统 中 极 为 重 要 。为 获 得 该 海 区 末 次 冰 盛期（ＬＧＭ）海洋表层温度（ＳＳＴ）变化，以 Ｏｎｔｏｎｇ－Ｊａｖａ海台 ＷＰ７浮游有孔虫 Ｇ．ｒｕｂｅｒ为 材 料，结 合 其 他 站 位，通 过 求解由 Ｇ．ｒｕｂｅｒ壳体镁钙元素比值（Ｍｇ／Ｃａ）、壳体氧同位素（δ１８ Ｏｃ）和 ＳＳＴ 相 互 关 系 组 成 的 方 程 组 ，排 除 了 海 水 盐 度对 Ｇ．ｒｕｂｅｒ壳体 Ｍｇ／Ｃａ的影响，对 ＳＳＴ 降幅进行了估算。结果表明，热带西太平洋 ＬＧＭ 时 期 ＳＳＴ 较 晚 全 新 世 （ＬＨ）降幅达到了４．５ ℃，其中西太平洋暖池核心区（２９ ℃等温线以 内）约 ３．９ ℃，远 大 于 以 前 的 估 算 结 果，但 小 于 热带印度洋约５．８ ℃的结果，接近热带东太平洋约３．６ ℃ 的 ＳＳＴ 降 幅，这 可 能 是 ＬＧＭ 时 期 西 太 暖 池 规 模 向 东 缩 小的结果。
据 ＭＡＲＧＯ 计 划，ＬＨ 确 定 为 ０～４ ｋａ［４２］， ＬＧＭ 确定为１９～２３ｋａ［４２－４３］。 按 此 定 义，本 文 收 集 了热带西太平洋、赤 道 东 太 平 洋 和 西 印 度 洋 已 发 表 的 ＬＧＭ 以来的 Ｇ．ｒｕｂｅｒ 壳 体 Ｍｇ／Ｃａ和 δ１８ Ｏｃ数 据 （图１、表１）。ＬＧＭ 时期 ＳＳＴ 降幅为 ＬＨ 时期 ＳＳＴ 与 ＬＧＭ 时期 ＳＳＴ 的差值。
基 于 早 期 培 养 实 验［１６－１８，２８］ 和 对 表 层 沉 积 物 、沉 ［４－５，２９－３４］ 积 物 捕 获 器 样 品 的 ［３５－３９］ 研 究 ，若 忽 略
海水盐度影响，有孔虫壳体 Ｍｇ／Ｃａ与海水温度关系
为：
Ｔ＝１／Ａ＊ｌｎ（（Ｍｇ／Ｃａ）／Ｂ）
①
其中 Ｔ 为温 度，单 位℃；Ｍｇ／Ｃａ为 有 孔 虫 壳 体
Ｓ＝ｍ＋ｎ＊δ１８ Ｏｗ
③
烅Ｔ＝１６．９－５．１７（δ１８ Ｏｃ－δ１８ Ｏｗ ＋０．２７）＋
烆 ０．０９（δ１８ Ｏｃ－δ１８ Ｏｗ＋０．２７）２
④
解 由 公 式 ② 、③ 和 ④ 组 成 的 方 程 组 时 ，需 事 先 确 定公式 中常数 ｍ、ｎ。假 设 现 代 大 洋 中 的 ｍ、ｎ 值 也 适用于古海洋环境，并 在 赤 道 西 太 平 洋 分 别 取 值 为 －８．８８、０．２７，赤道 东 太 平 洋 为 －１５．２９、０．４５，阿 拉 伯 海 为 －５．３１、０．１６［４１］。
热 带 西 太 平 洋，尤 其 是 年 均 表 层 海 水 温 度 （ＳＳＴ）大 于 ２８ ℃ 的 西 太 平 洋 暖 池 区［１］，是 全 球 海 洋 －大 气 相 互 作 用 最 强 烈 的 区 域 ，在 地 球 气 候 系 统 中 占有重要的地位。 因 此，重 建 热 带 西 太 平 洋 末 次 冰 期最盛期（ＬＧＭ）的 ＳＳＴ 一 直 是 古 气 候 和 古 海 洋 研 究的 重 要 主 题。 根 据 浮 游 有 孔 虫 转 换 函 数，ＣＬＩ－ ＭＡＰ 计划 认 ［２］ 为 ＬＧＭ 热 带 西 太 平 洋 ＳＳＴ 变 化 很 小，与晚全新世（ＬＨ）相 比，降 温 幅 度 不 到 ２ ℃。 随 着浮游有孔虫壳体 Ｍｇ／Ｃａ被用作 ＳＳＴ 的可靠替代 性指标［３－５］，越来 越 多 据 浮 游 有 孔 虫 Ｍｇ／Ｃａ估 算 的 ＳＳＴ（ＳＳＴ Ｍｇ／Ｃａ）显 示，ＬＧＭ 热 带 西 太 平 洋 ＳＳＴ 的 降温幅度 可 达 ３ ℃ ，动 ［４，６－１５］ 摇 了 长 期 以 来 认 为 的 ＬＧＭ 热带西太平洋 ＳＳＴ 变化幅度很小的认识。 但 是，这 些 ＳＳＴＭｇ／Ｃａ估 算 并 没 有 考 虑 海 水 盐 度 变 化 对 浮游有孔虫壳体 Ｍｇ／Ｃａ的影响。
基 金 项 目 ：中 国 科 学 院 知 识 创 新 工 程 项 目 （ＫＺＣＸ２－ＹＷ－２２１）；国 家重点基础研究发展规划项目（２００７ＣＢ８１５９０３）；中 国 科 学 院 海 洋 研 究所知识创新工程青年人才领域前沿项目（２００７－１０）；国 家 自 然 科 学 基金青年科学基金项目（４０９０６０３８／Ｄ０６０３）；海 洋 地 质 国 家 重 点 实 验 室 开 放 基 金 项 目 （ＭＧ０９０３）
３ ２ 海 洋 地 质 与 第 四 纪 地 质
２０１０ 年
图１ 热带西太平洋基于 Ｇ．ｒｕｂｅｒ估算 ＬＧＭ ＳＳＴ 降幅的站位
底 图 修 改 自 ＯＭＣ［２６］，ＳＳＴ 等 温 线 据 ＷＯＡ０５［２７］，曲 线 上 数 字 为 等 温 线 值
Ｆｉｇ．１ Ｃｏｒｅ ｓｉｔｅｓ ｆｏｒ ｅｓｔｉｍａｔｉｎｇ ＬＧＭ ＳＳＴ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ａｔ Ｗｅｓｔ Ｔｒｏｐｉｃａｌ Ｐａｃｉｆｉｃ Ｔｈｅ ｂａｓｅ ｍａｐ ｃｒｅａｔｅｄ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ＯＭＣ［２６］，ＳＳＴ ｉｓｏｔｈｅｒｍ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ＷＯＡ０５［２７］，ａｎｄ ｔｈｅ ｎｕｍｂｅｒｓ ｏｎ ｔｈｅ ｌｉｎｅｓ ａｒｅ ｉｓｏｔｈｅｒｍ ｌａｂｅｌｓ
元素镁钙含 量 比 值，单 位 ｍｍｏｌ／ｍｏｌ；Ａ、Ｂ 为 常 数。
据式①可估算忽略 海 水 盐 度 影 响 时 的 海 水 温 度，但 是 结 果 含 有 误 差 。 ［１６－２３］
通过 培 养 实 验，Ｋｉｓａｋｕｒｅｋ 等 首 ［１９］ 先 建 立 了 有
孔虫 Ｇ．ｒｕｂｅｒ壳体 Ｍｇ／Ｃａ和海水盐度、温度的关系
（δ１８ Ｏｃ－δ１８ Ｏｗ ＋０．２７）２
④
其中 Ｔ 是海水温度（℃）；δ１８ Ｏｃ（‰）、δ１８ Ｏｗ（‰） 分别校正到 ＶＰＤＢ 和 ＶＳＭＯＷ 标准。
若 将 式 ② 、③ 和 ④ 联 立 ，可 得 到 如 下 方 程 组 ：
烄Ｍｇ／Ｃａ＝ｅｘｐ（０．０８＊Ｓ＋０．０８＊Ｔ－２．８） ②
作 者 简 介 ：路 波 （１９８２— ），男 ，博 士 生 ，主 要 从 事 地 球 化 学 和 古 海 洋 学 研 究 ，Ｅ－ｍａｉｌ：ｂｌｕ＠ｎｍｅｍｃ．ｇｏｖ．ｃｎ
收 稿 日 期 ：２０１０－０７－１０；改 回 日 期 ：２０１０－０７－２５． 张 光 威 编 辑
ＩＴＣＺ位移和季风变化 导 致 的 区 域 降 水 量 变 化 会 在 很大程度上影响 区 域 水 文 特 征。 因 此，为 更 客 观 地 再现热带西 太 平 洋，尤 其 是 暖 池 区 ＬＧＭ 时 期 ＳＳＴ 降幅，本文 利 用 热 带 西 太 平 洋 暖 池 核 心 区 ＷＰ７ 站 位岩心浮游有 孔 虫 Ｇ．ｒｕｂｅｒ 壳 体 Ｍｇ／Ｃａ和 壳 体 氧 同位素（δ１８ Ｏｃ）资料，连同收 集 的 该 区 其 他 站 位 岩 心 浮游 有 孔 虫 Ｇ．ｒｕｂｅｒ Ｍｇ／Ｃａ和 δ１８ Ｏｃ记 录，对 热 带 西太平洋 ＬＧＭ 以 来 的 ＳＳＴ 进 行 了 重 新 估 算。 在 此基础上，利用同样 方 法 还 对 赤 道 东 太 平 洋 和 西 印 度洋 ＬＧＭ 以来的 ＳＳＴ 进 行 了 重 新 估 算，通 过 对 比 评价热带 西 太 平 洋 ＳＳＴ 在 ＬＧＭ 期 间 低 纬 度 大 洋 ＳＳＴ 系统中的特殊性。
式：
Ｍｇ／Ｃａ＝ｅｘｐ（０．０８Ｓ＋０．０８Ｔ－２．８） ②
其中 Ｔ 为温 度，单 位℃；Ｍｇ／Ｃａ为 有 孔 虫 壳 体
元素 镁 钙 含 量 比 值，单 位 ｍｍｏｌ／ｍｏｌ；Ｓ 为 海 水 盐
度，单位 ＰＳＵ。据 式 ② 可 排 除 盐 度 的 影 响，更 准 确
地估算海水温度。
应用 式 ② 时，古 海 水 盐 度 可 通 过 古 海 水 水 体 氧
近 年 来，浮 游 有 孔 虫 养 殖 实 验 和 对 沉 积 物 中 有 孔虫壳体的元素地 球 化 学 研 究 表 明，海 水 盐 度 也 是 影响其 Ｍｇ／Ｃａ的 一 个 重 要 因 素。 若 忽 略 海 水 盐 度 的影 响，将 在 据 Ｍｇ／Ｃａ 估 算 古 海 水 温 度 时 引 入 误 差 。 ［１６－２３］ 尤 其 是 在 热 带 太 平 洋－印 度 洋 区 域，由
２０１０ 年 ８ 月 海 洋 地 质 与 第 四 纪 地 质
第 ３０ 卷 第 ４ 期 ＭＡＲＩＮＥ ＧＥＯＬＯＧＹ ＆ ＱＵＡＴＥＲＮＡＲＹ ＧＥＯＬＯＧＹ
ＤＯＩ：１０．３７２４／ＳＰ．Ｊ．１１４０．２０１０．０４０３１
Ｖｏｌ．３０，Ｎｏ．４ Ａｕｇ．，２０１０
有孔虫碳酸盐壳体的形成过程受到强烈的生命效应影响4650可认为热带西太平洋基于gruber估算lgm降温的站位table1coresitesforestimatinglgmsstvariationatwesttropicalpacific站位纬度经度水深海区lhkalgmka参考文献11kl539n6025e3859西印度洋20dahl和oppo4418kl19n6734e3035西印度洋20dahl和oppo4426kl1552n6876e3776西印度洋20dahl和oppo4436kl1708n6905e2055西印度洋20dahl和oppo44odp11451958n11763e3175南海193519132308oppo等45md982162469s1179e1855马卡瑟海峡07540318942300visser等14md982165939s1182e2100mathienblard和bassinot23md97214188n1213e363343319012185rosenthal等13md0123781308s12179e17830741923xu等15md9821701059s12539e83218039819132192stott等12md98218163n12583e2114苏拉威西海0003397319032299stott等12md98217613344e2382阿拉弗拉海0126399719032101stott等12md012140203n14177e2547西太暖池核心区1923degaridelthoron等10md972138125n14614e1960西太暖池核心区36719182257degaridelthoron等wp7393s156e1800西太暖池核心区038198221本文odp806b032n15935e2520西太暖池核心区431923lea等tr16322001n924w2830赤道东太平洋1241923lea等tr16319225n9095w2348赤道东太平洋13219224lea等热带西太平洋基于gruber估算的lgm以来sst变化阴影部分代表lhlgmfig2lgmsstvariationatwesttropicalpacificbasedongrubertheshadedareasindicatethelhandlgmtimeintervals热
第 ４ 期
路 波 ，等 ：末 次 冰 期 最 盛 期 热 带 西 太 平 洋 的 海 洋 表 层 温 度
３３
表１ 热带西太平洋基于 Ｇ．ｒｕｂｅｒ估算 ＬＧＭ 降温的站位 Ｔａｂｌｅ １ Ｃｏｒｅ ｓｉｔｅｓ ｆｏｒ ｅｓｔｉｍａｔｉｎｇ ＬＧＭ ＳＳＴ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ａｔ Ｗｅｓｔ Ｔｒｏｐｉｃａｌ Ｐａｃｉｆｉｃ
１ 材料和方法
ＷＰ７站 位 （３°５６′Ｓ、１５６°Ｅ；水 深 １ ８００ ｍ）岩 心 由“科学一号”１９９３ 年 采 集 于 赤 道 西 太 平 洋 Ｏｎｔｏｎｇ Ｊａｖａ海台西南部（图 １、表 １）。岩 心 按 ２．５ｃｍ 间 隔 取样，每 个 样 品 挑 选 ２５０～３００μｍ 清 洁 无 损 的 Ｇ． ｒｕｂｅｒ ｓ．ｓ［２４－２５］约４０枚，分别取２０枚用 于 δ１８ Ｏ、δ１３ Ｃ 和 Ｍｇ／Ｃａ分析。δ１８ Ｏ、δ１３Ｃ 分析利用中国科学院 海 洋研究所 稳 定 同 位 素 质 谱 仪 （ＧＶ ＩｓｏＰｒｉｍｅ）完 成， 以标准物 ＮＢＳ１８ 校 准 于 ＶＰＤＢ，δ１８ Ｏ、δ１３ Ｃ 分 析 精 度均优于０．０６‰ （１σ）。Ｍｇ／Ｃａ测 试 利 用 中 国 科 学 院 海 洋 研 究 所 电 感 耦 合 等 离 子 发 射 光 谱 仪 （Ｔｈｅｒｍｏ ｉＣＡＰ ６３００Ｒａｄｉａｌ）完 成。 通 过 对 同 一 工 作 溶 液 的 多 次 测 定，Ｍｇ／Ｃａ 仪 器 分 析 精 确 度 约 ０．５％ （１σ ＲＳＤ）、相 对 误 差 约 ０．６％ 。
２ 结果和讨论
图２ 和 图 ３ 分 别 显 示 的 是 ＷＰ７ 及 其 他 站 位 ＬＧＭ 以来基于浮游有孔虫Ｇ．ｒｕｂｅｒ Ｍｇ／Ｃａ，并排除 了盐度影 响 所 估 算 的 ＳＳＴ 变 化 和 ＬＧＭ 相 对 于 晚 全新世的降温幅度。未考虑盐度影响和已排除盐度 效应的 ＬＧＭ ＳＳＴ 降幅列 于 表 ２。 比 较 两 种 计 算 方 式的结果发 现，忽 略 盐 度 影 响 时 的 ＬＧＭ 时 期 ＳＳＴ 降幅明显小于排除海水盐度影响时的估算值。这反 映若忽略的 盐 度 影 响，可 能 低 估 热 带 大 洋 ＬＧＭ 的 ＳＳＴ 降幅。海水盐度 影 响 有 孔 虫 壳 体 Ｍｇ／Ｃａ的 机 制，前人多有研 究 但 尚 无 定 论。 有 孔 虫 碳 酸 盐 壳 体 的 形 成 过 程 受 到 强 烈 的 生 命 效 应 影 响 ，可 ［４６－５０］ 认 为
同 位 素 （δ１８ Ｏｗ ）获 得 ，即 ：
Ｓ＝ｍ＋ｎ＊δ１８ Ｏｗ
③
其中 Ｓ 是 海 水 盐 度 （ＰＳＵ）；δ１８ Ｏｗ （‰）校 正 到
ＶＳＭＯＷ 标 准；ｍ 和 ｎ 是 常 数。 而 海 水 温 度 与
δ１８ Ｏｗ和 δ１８ Ｏｃ关 系 为 ［４０］ ： Ｔ＝１６．９－５．１７（δ１８ Ｏｃ－δ１８ Ｏｗ ＋０．２７）＋０．０９
末次冰期最盛期热带西太平洋的海洋表层温度
路 波１，２，李 铁 刚１，于 心 科１，常 凤 鸣１，南 青 云１
（１ 中国科学院海洋研究所 海洋地质与环境重点实验室 ，青岛 ２６６０７１；２ 中国科学院 研究生院，北京 １０００４９）
摘要：热带西太平洋是全球海－气相互作用最强烈的区 域，在 地 球 气 候 系 统 中 极 为 重 要 。为 获 得 该 海 区 末 次 冰 盛期（ＬＧＭ）海洋表层温度（ＳＳＴ）变化，以 Ｏｎｔｏｎｇ－Ｊａｖａ海台 ＷＰ７浮游有孔虫 Ｇ．ｒｕｂｅｒ为 材 料，结 合 其 他 站 位，通 过 求解由 Ｇ．ｒｕｂｅｒ壳体镁钙元素比值（Ｍｇ／Ｃａ）、壳体氧同位素（δ１８ Ｏｃ）和 ＳＳＴ 相 互 关 系 组 成 的 方 程 组 ，排 除 了 海 水 盐 度对 Ｇ．ｒｕｂｅｒ壳体 Ｍｇ／Ｃａ的影响，对 ＳＳＴ 降幅进行了估算。结果表明，热带西太平洋 ＬＧＭ 时 期 ＳＳＴ 较 晚 全 新 世 （ＬＨ）降幅达到了４．５ ℃，其中西太平洋暖池核心区（２９ ℃等温线以 内）约 ３．９ ℃，远 大 于 以 前 的 估 算 结 果，但 小 于 热带印度洋约５．８ ℃的结果，接近热带东太平洋约３．６ ℃ 的 ＳＳＴ 降 幅，这 可 能 是 ＬＧＭ 时 期 西 太 暖 池 规 模 向 东 缩 小的结果。
据 ＭＡＲＧＯ 计 划，ＬＨ 确 定 为 ０～４ ｋａ［４２］， ＬＧＭ 确定为１９～２３ｋａ［４２－４３］。 按 此 定 义，本 文 收 集 了热带西太平洋、赤 道 东 太 平 洋 和 西 印 度 洋 已 发 表 的 ＬＧＭ 以来的 Ｇ．ｒｕｂｅｒ 壳 体 Ｍｇ／Ｃａ和 δ１８ Ｏｃ数 据 （图１、表１）。ＬＧＭ 时期 ＳＳＴ 降幅为 ＬＨ 时期 ＳＳＴ 与 ＬＧＭ 时期 ＳＳＴ 的差值。
基 于 早 期 培 养 实 验［１６－１８，２８］ 和 对 表 层 沉 积 物 、沉 ［４－５，２９－３４］ 积 物 捕 获 器 样 品 的 ［３５－３９］ 研 究 ，若 忽 略
海水盐度影响，有孔虫壳体 Ｍｇ／Ｃａ与海水温度关系
为：
Ｔ＝１／Ａ＊ｌｎ（（Ｍｇ／Ｃａ）／Ｂ）
①
其中 Ｔ 为温 度，单 位℃；Ｍｇ／Ｃａ为 有 孔 虫 壳 体
Ｓ＝ｍ＋ｎ＊δ１８ Ｏｗ
③
烅Ｔ＝１６．９－５．１７（δ１８ Ｏｃ－δ１８ Ｏｗ ＋０．２７）＋
烆 ０．０９（δ１８ Ｏｃ－δ１８ Ｏｗ＋０．２７）２
④
解 由 公 式 ② 、③ 和 ④ 组 成 的 方 程 组 时 ，需 事 先 确 定公式 中常数 ｍ、ｎ。假 设 现 代 大 洋 中 的 ｍ、ｎ 值 也 适用于古海洋环境，并 在 赤 道 西 太 平 洋 分 别 取 值 为 －８．８８、０．２７，赤道 东 太 平 洋 为 －１５．２９、０．４５，阿 拉 伯 海 为 －５．３１、０．１６［４１］。