南海3200万年以来深水环流演化及其对印度洋-太平洋深水通道关闭的响应

本研究通过重建南海ODP 1148站沉积物的Nd同位素(??Nd )时间序列，揭示了3200万年来南海深水来源演变过程。研究发现12-7 Ma期间南海深水与北印度洋深水(NIDW)存在显著关联，证实印尼海道(IG)关闭前存在印度洋-南海深水通道。研究为理解构造活动对西太平洋深水环流及碳储库的影响提供了关键证据。

　　

南海作为连接印度洋与太平洋的关键海域，其深水环流演化始终是古海洋学研究的重要课题。印尼海道(IG)的关闭如何影响区域水团交换？南海深水来源如何响应这一重大构造事件？这些问题长期存在争议。传统观点认为南海深水主要受太平洋影响，但最新证据显示印度洋深水可能通过尚未完全关闭的IG通道输入南海。台湾地区的研究团队通过对南海北部ODP 1148站岩芯开展高精度Nd同位素分析，首次系统重建了3200万年来南海深水演化史。

研究团队采用的关键技术包括：1) 从ODP 1148站沉积物中提取自生相组分进行Nd同位素(??_Nd
)测定；2) 通过PAAS标准化稀土元素(REE)模式验证数据可靠性；3) 结合已有印度洋和太平洋深水??_Nd
数据进行对比分析。

样品站点特征
ODP 1148站位于南海北部陆坡(18°50′N/116°34′E)，水深3300米，沉积序列连续覆盖32 Ma以来的地质记录。

PAAS标准化REE模式
自生相组分显示中稀土(MREE)富集特征[(Gd/La)_PAAS
平均4.4]，证实成功分离了代表海水信号的组分。

??_Nd
可靠性验证
MREE/MREE*与HREE/LREE图解显示自生相与深海Fe-Mn结壳数据高度吻合，排除了陆源物质干扰。

主要发现

1. 12-7 Ma期间南海深水??_Nd
   与北印度洋深水(NIDW)及底栖有孔虫δ¹³
   C高度一致，证实存在印度洋-南海深水通道；
2. 11 Ma、16 Ma和25 Ma三个关键期南海深水??_Nd
   升高，反映低南极深层水(LCDW)贡献减少；
3. IG完全关闭后，卢森海峡成为南海唯一深水通道，限制了LCDW输入并强化了其对南海碳储库的影响。

这项发表于《Journal of Asian Earth Sciences》的研究首次系统揭示了南海深水环流对IG关闭的响应机制。通过高精度??_Nd
记录，不仅证实了印度洋深水曾通过IG输入南海，更为理解构造活动如何通过改变深水通道影响全球碳循环提供了新视角。研究指出未来需通过更高分辨率记录进一步厘清IG关闭的具体时限及其气候效应，这对预测现代环流变化对碳储库的影响具有重要启示意义。