450万年全球平均海平面变化新解：冰盖氧同位素模型揭示冰期-间冰期演化机制

《SCIENCE》：Global mean sea level over the past 4.5 million years

来自国际研究团队通过重建过去450万年海水δ18O记录，创新性量化冰盖温度对氧同位素组成的影响，揭示北半球冰盖在300万年前已出现大幅波动，而中更新世转型期（1.2-0.62 Ma）海平面变化主要受控于~100 kyr周期的CO2变异调制。该研究为理解冰盖-气候反馈机制提供新范式。

　　

编辑视角：全球平均海平面（GMSL）与气候的关联性在变暖世界中尤为重要。克拉克团队重建了过去450万年的GMSL变化，创新性地计入冰盖温度对氧同位素组成（δ¹⁸O）的影响，揭示了冰盖体积与海洋温度演化的新机制。

结构化摘要显示：底栖有孔虫壳体的δ¹⁸O_b记录长期被用作解读深海温度（δ¹⁸O_T）与冰量变化的综合指标。新研究通过质量平衡法将δ¹⁸O_sw（海水氧同位素）转化为海平面高度，发现δ¹⁸O_b记录的两次转型具有不同意义——第一次转型（3-2.5 Ma）标志北半球冰盖波动幅度增大至与现代冰期相当的水平，而中更新世转型（MPT）实为全球海洋平均温度下降及其变率增强的结果。

气候模拟表明，前MPT时期的大型冰盖在比现今更暖的气候下仍能维持表面物质平衡，其41 kyr周期的消长受地轴倾角（obliquity）驱动。研究者提出MPT期间南大洋碳循环的变化通过调节CO₂和全球温度，促使冰盖波动主周期从41 kyr转向100 kyr。这一新范式挑战了传统认为的"地球持续变冷导致冰量增加"观点，强调气候系统内部反馈（尤其是南大洋碳循环）对轨道尺度海平面变率的主导作用。研究指出，验证该假说需获取80万年以前的高分辨率冰芯CO₂记录。

附图说明显示：底栖δ¹⁸O记录与新建GMSL曲线的对比证实，仅第一次转型对应冰盖规模扩大，而过去250万年冰盖波动幅度具有重复性。图中虚线标识末次盛冰期（21 ka）的参考值。