菲律宾拉乌尼翁1906年以来珊瑚微环礁记录的海平面上升、震间变形与厄尔尼诺事件

为解决热带地区长期高分辨率海平面变化记录匮乏的问题，研究人员通过分析菲律宾拉乌尼翁Balaoan的Porites微环礁生长带，重建了1906-2018年相对海平面(RSL)变化。研究发现17次珊瑚死亡事件(diedown)中10次与强厄尔尼诺事件(El Ni?o)显著相关，揭示RSL上升速率为1.3±1.8 mm/yr(1948-2018年)，并通过卫星测高数据估算震间垂直地壳运动(VLM)为-0.1±12.1 mm/yr。该研究为理解气候-构造耦合作用下的海平面变化机制提供了关键热带代用指标。

　　

在气候变化与构造活动交织的热带海岸带，精确量化海平面变化始终是科学界的重大挑战。菲律宾西吕宋岛作为马尼拉俯冲带的前缘，同时受到厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)引起的海面高度震荡和板块运动的双重影响，但该区域长期缺乏高分辨率的海平面变化记录。传统验潮仪数据时空覆盖有限，而珊瑚微环礁这种独特的生物地质档案，凭借其年生长带和死亡生长面(diedown)特征，成为破解这一难题的关键钥匙。

中国的研究团队选取拉乌尼翁Balaoan的Porites微环礁ALME-L14为研究对象，通过X射线断层扫描分析其1906-2018年的生长结构，结合22公里外的圣费尔南多验潮仪数据和卫星测高资料，首次建立了西吕宋岛百年尺度的海平面变化序列。研究发现微环礁记录的17次死亡事件中，有10次与1918年以来最强的11次厄尔尼诺事件精准对应，证实低海平面是触发珊瑚死亡的主导因素。更引人注目的是，1948-2018年间相对海平面以1.3±1.8 mm/yr的速率持续上升，而1995-2018年卫星测高显示的绝对海平面上升速率(2.9±0.5 mm/yr)与珊瑚记录的相对海平面变化(3.0±12.1 mm/yr)差异，暗示该区域可能存在微弱的震间沉降(-0.1±12.1 mm/yr)。

研究采用三项关键技术：

1. 微环礁切片X射线成像与生长带年代学：对活体珊瑚ALME-L14进行垂直切片，通过年生长带计数定年，识别死亡生长面的高程变化。
2. 水位重建模型：整合圣费尔南多验潮仪数据、卫星测高海面异常(SLA)和动态大气校正(DAC)，构建连续水位序列。
3. 误差变量集成高斯过程(EIV-IGP)建模：量化相对海平面变化速率及其不确定性。

【研究结果】
5.1 珊瑚微环礁形态特征
调查显示Balaoan的Porites微环礁呈同心环状结构，外环高程递增反映持续的海平面上升。ALME-L14在1948年和2018年分别经历两次倾斜事件，后者被证实与2018年台风"罗西塔"直接相关。

5.2 海平面重建
校正倾斜后，1948-2018年相对海平面上升速率为1.3±1.8 mm/yr。微环礁的指示性高程(HLG)位于最低天文潮(LAT)之上31.5±10.0 cm，死亡生长面(HLS)比极端低水位(ELW)高20.7±2.0 cm。

5.3 水位重建验证
重建水位与验潮仪数据的年均低水位(ALW)比较显示6.8±14.7 cm垂直偏差，证实ENSO是导致水位异常波动的主因。

5.5 垂直地壳运动
对比卫星测高与珊瑚记录的差异表明，1995-2018年震间变形速率不显著，符合马尼拉俯冲带弹性应变积累模型。

【结论与意义】
该研究开创性地将活体微环礁、验潮仪和卫星观测三者结合，证实厄尔尼诺事件是触发热带珊瑚死亡生长的关键气候因子。建立的31.5 cm微环礁-LAT高程关系，为古海平面重建提供了精确的指示意义。虽然震间变形信号被较大的不确定性掩盖，但该方法为构造活跃区的海平面变化研究树立了新范式。特别值得注意的是，研究揭示台风可通过物理扰动影响微环礁生长记录，这一发现对解释地质档案中的异常信号具有重要启示。论文发表于《Marine Geology》，为热带岛屿国家的海岸带适应规划提供了百年尺度的科学依据。