北半球冰盖增长期全球大洋环流重组和碳循环演变

学术精汇

作者：

彭宏1 陈海净1 任钰1 王美乐1 党皓文*1

作者单位：

1. 同济大学海洋地质全国重点实验室

摘要：

北半球冰盖增长期（约2.7 Ma）是晚新生代全球气候系统转型的代表性事件，其发生与大洋环流重组和海洋碳储库演变密切相关，揭示其相互作用机制可以为理解气候系统与碳循环相互反馈提供关键线索。本文基于近年来在大西洋、南大洋和太平洋获取的高分辨率古海洋记录（如δ¹³C、[CO₃^2-]、εNd等），概览梳理了北半球冰盖增长期三大洋深层环流变化与碳循环响应的研究进展。研究表明，在北半球冰盖增长期，南极海冰扩张或首先引发南大洋环流的变化，并通过其关键枢纽作用，牵动全球大洋协同响应。在大西洋，北大西洋深层水形成的减弱与南极底层水的北向入侵，改变了深层碳分布格局，调控了不同纬度的碳储效率；南大洋水体层结增强与生物泵效率提升共同抑制了深层CO₂释放，为冰盖扩张提供了气候正反馈；太平洋深部水体的演化路径尚存在不确定性，尤其是太平洋经向翻转环流和北太平洋深层水的活跃性及其气候效应尚需更多证据验证支持。未来研究需整合更高分辨率的古海洋记录与气候模型模拟，量化不同洋盆环流-碳循环的耦合过程。通过厘清南半球高纬冰量扩张与跨海盆反馈的级联效应，可为晚新生代气候转型机制提供新约束，并深化对现代深海碳汇气候敏感性的理解。

关键词：

北半球冰盖增长期碳循环深部环流深层碳储库

刊期：

2025，4（45）

所属栏目：

沉积与环境

基金资助：

国家自然科学基金优秀青年项目“低纬西太平洋温跃层与气候演变”(42222603),国家自然科学基金面上项目“上新世暖期西太暖池温跃层变化的动力机制与气候意义”(42176053),国家自然科学基金基础科学中心项目“海洋碳汇与生物地球化学过程”(42188102),海洋负排放国际大科学计划(ONCE)项目；上海市基础研究特区计划项目；中央高校基本科研业务费专项项目(.)

分类号：

P736

DOI：

10.16562/j.cnki.0256-1492.2025052801

页数：

页码：

26-39

来源期刊

海洋地质与第四纪地质

Marine Geology & Quaternary Geology