末次冰期南大西洋海表温度与季风降水的耦合机制及其古气候意义

《Global and Planetary Change》：The coupling between monsoon rainfall and sea surface temperature in the subtropical South Atlantic during the Last Glacial period

本文通过Botuverá洞穴石笋的高分辨率微量元素（Mg/Ca、Sr/Ca）记录，揭示了末次冰期南美季风系统（SAMS）与副热带南大西洋海表温度（SST）的耦合关系。研究发现轨道尺度上降水受岁差驱动，而冰期后半段（60-10 kyr BP）大西洋经向翻转环流（AMOC）作用凸显，首次提出SACZ与SESA区域降水存在相位转换的"偶极模式"，为理解海气反馈机制提供了古气候新证据。

　　

Highlight

Botuverá洞穴石笋的Mg/Ca和Sr/Ca记录如同古气候的"化学日记"，以近173,000个数据点捕捉了末次冰期（LGP）降水变化的精妙细节。这些微量元素比值如同降水量的灵敏指针——当南美季风系统（SAMS）增强时，它们会像害羞的含羞草般低垂（值降低），反之则如干旱土地般攀升（值升高）。有趣的是，在113.5-60 kyr BP期间，这些化学信号与δ¹⁸O共舞，完美呼应南半球夏季日照量的节拍；但60 kyr BP之后，大西洋经向翻转环流（AMOC）这位"隐形指挥家"逐渐掌控了季风乐章的主旋律。

Trace elements data of speleothems and orbital scale coupling with precession

由于δ¹⁸O解读的复杂性（受亚马逊与南大西洋双水源影响），我们让石笋的微量元素担任"主翻译官"。在轨道尺度上，前两个日照周期中Mg/Ca、Sr/Ca与δ¹⁸O的同步摇摆，如同三重奏般印证了"强日照=强季风=多降水"的经典模式。但60 kyr BP后出现的"失调"现象暗示：当冰期进入深水区，AMOC与岁差开始玩起了气候调控的"双人博弈"。

Final remarks

这项研究就像组装了一架"古气候显微镜"：通过LA-ICP-MS技术看清了SAMS强度与当地降水量的亲密关联。我们发现日照量是冰期前半段的"主导演"，而AMOC在后半段抢走了"剧本主导权"。更精彩的是，海洋沉积记录与石笋数据的"跨时空握手"揭示：强季风会像空调一样给南大西洋海表降温（SST降低），这种海气反馈机制在不同时间尺度上持续运作。而SACZ（南大西洋辐合带）与SESA（东南南美）区域降水从"同相位"到"反相位"的切换，更是为古气候模型装上了新的导航仪。