近日，国际地学自然指数（Nature Index）期刊《Geophysical Research Letters》（地球物理研究通讯，中科院一区TOP）以“Meridional Shifts of the Southern Hemisphere Westerlies During the Early Cenozoic”（早新生代南半球西风带的经向迁移）为题，在线发表了广州海洋地质调查局在早新生代南半球西风带演化研究方面取得的重要成果。

　　新生代早期（~65—34 Ma）为显生宙以来温室效应最接近于未来气候预测值的阶段之一，对理解全球变暖趋势下地球系统的反馈作用具有重要意义。东南印度洋曼达岬海盆在早新生代位于中-高纬度地区（~55°S），且地处南半球西风带南部边缘，该区域所在的西风带在调控区域及全球气候变化方面发挥了关键作用。国际大洋发现计划（IODP）369航次在该区域钻取的U1514站位岩心沉积物，为探究其潜在大陆源区古气候演化及其与西风带间的关系提供了绝佳研究材料。

　　研究人员综合利用粘土粒级碎屑态组分的Nd-Hf同位素、常微量元素及粘土矿物组成等指标，系统重建了中-晚古新世至早始新世（62—51 Ma）期间大陆源区（即西南澳大利亚）的水文气候演化历史。降水相关指标一致显示，中-晚古新世（~62—56 Ma）气候保持稳定，而早始新世（~55—51 Ma）阶段大气湿度则逐渐增加。值得注意的是，在这一长期演化趋势上，又叠加了两次快速变化过程：在中古新世生物事件（MPBE）和古新世-始新世极热事件（PETM）期间（图1）。

 

图1 (a)—(f) 62—51 Ma期间U1514站位及其他站位古气候指标的对比;(g) 中-晚古新世（~59 Ma）及晚古新世-早始新世（~55 Ma）南半球西风带位置变化示意图

　　研究人员进一步对比了其他大洋钻探站位已发表的古气候记录，发现早始新世以来南半球西风带逐渐向极地方向移动，其中在PETM期间尤为显著。研究人员认为这主要与全球变暖条件下赤道-极地间温度梯度显著降低有关。此外，中-晚古新世南极洲横贯山脉短暂性的冰盖发育很可能驱动了MPBE期间南半球西风带的北向移动。该研究对深入认识未来全球变暖背景下大气环流的响应具有重要启示。

　　论文第一作者为广州海洋局陈红瑾工程师，通讯作者为中国科学院海洋研究所徐兆凯研究员，合作作者为法国海洋开发研究院Germain Bayon研究员、德国美因茨大学Philip A. E. Pogge von Strandmann教授、自然资源部第一海洋研究所李铁刚研究员、中国科学院海洋研究所范庆超博士、同济大学王薇博士、青岛海洋地质研究所孙天琪博士等。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、广州市基础与应用基础研究项目、广州海洋地质调查局局长科研基金和法国国家科研署项目的联合资助。

　　文章信息：Chen, H., Xu, Z.*, Bayon, G., Fan, Q., Pogge von Strandmann, P. A., Wang, W., Sun, T., Li, T. (2024). Meridional shifts of the Southern Hemisphere westerlies during the early Cenozoic. Geophysical Research Letters, 51(13), e2024GL110182.