晚中新世如何重塑太平洋深层环流，来自南海的见解

南海（South China Sea）是位于西太平洋的一个边缘海，在整个地质历史中在全球海洋环流中发挥着关键作用。了解其古海洋学历史，特别是晚中新世时期的历史，对于重建太平洋深水环流的动态及其对全球气候和海洋过程的更广泛影响至关重要。

晚中新世时期，地质构造、海洋学和气候变化尤为显著，印度尼西亚门户和吕宋海峡等主要海洋门户关闭，导致海洋环流模式发生重大变化。据信，这种重组影响了区域和全球气候系统。南海是这些变化的敏感记录者，为了解这些破坏对海洋环流的影响提供了重要的见解。

一项新的研究强调了南海在记录大约 1000 万年前（10Ma）西太平洋深水环流重组方面的重要作用，这与全球海洋门户的变化相吻合。

海洋门户在古海洋学中的作用

海洋门户是狭窄的海峡或水道，海水通过这些海峡或水道流动，连接较大的水体。这些门户通过调节不同地区之间的水团交换，显著影响海洋环流模式。南海位于印度洋和太平洋之间的战略位置，是深水交换的重要通道。

从历史上看，海洋通道的关闭或改变与海洋环流的重大转变有关。例如，人们认为，晚中新世巴拿马通道的关闭引发了全球温盐环流的重大变化，影响了全球的气候模式。同样，南海记录的印度尼西亚和吕宋通道的变化为了解这一时期西太平洋深层环流的重组提供了宝贵的证据。

大约 1000 万年前，印度尼西亚门户的最终关闭和吕宋海峡的变化导致印度洋和西太平洋之间的深水交换严重中断。这标志着太平洋深层环流模式的关键转变。这一构造变化改变了印度洋和太平洋之间的联系，在南海 形成了孤立的环流。南海是西太平洋系统的重要组成部分，记录了这些转变，这对塑造晚中新世期间主导该地区的深水环流至关重要。

新的研究发现

南海沉积物提供了过去海洋状况的宝贵记录。通过分析各种替代指标，如稳定同位素、微量元素和可分选淤泥，研究人员能够重建过去的深水环流模式。这些沉积记录记录了 10 Ma 左右海洋状况的深刻变化，与西太平洋深层环流的重组相吻合。

南海晚中新世沉积物的颗粒大小、成分和地球化学特征均发生了变化，这表明洋流强度和水团特征发生了变化。例如，可分选粉砂指标已被用来量化该地区深水洋流的强度。

南海沉积记录的另一个重要方面是生物渐变等深岩的存在，即由深水流形成的沉积物。这些沉积物揭示了数百万年来海洋环流的时间变化和水团相互作用的性质。

中山大学海洋学院、南方海洋科学与工程广东实验室（珠海）、广东省海洋资源与海岸工程重点实验室引导的一项新的研究，收集了大洋钻探计划(ODP)第184航次和国际海洋发现计划( IODP )第 349航次和第367/368 航次的地震数据和钻芯。对收集的数据进行分析，以识别南海深层等深岩特征和其他沉积结构​。

研究发现，印度尼西亚深层门户最终关闭，导致太平洋和印度洋之间的深水连接中断，全球深水环流重组。门户构造的这些变化可能对中新世至晚中新世全球气候和海洋条件产生重大影响。

研究表明，印尼关口的关闭对深水流产生了深远影响。在印尼关口关闭之前，南海与印度洋直接相连，深水团块可以自由交换。然而，随着印尼关口的关闭，该地区被孤立，显著改变了南海和广阔的西太平洋深水环流的性质。

随着晚中新世的地质构造变化重塑了海洋门户，新的深水环流模式开始出现。这些变化对西太平洋的海洋状况产生了持久的影响，影响了从营养循环到全球气候模式等方方面面。

思考

晚中新世深水团形成的具体机制是什么？这些机制与现代过程有何不同？晚中新世深水环流的重组如何影响全球气候？其中涉及的具体反馈机制是什么？我们能否在同一时期的其他海洋盆地中识别出类似的等深岩特征？这些特征如何比较？它们能告诉我们有关全球海洋环流模式的什么信息？

参考文献：Shan Liu, Hui Chen, Ming Su, Kunwen Luo, Jiawang Wu, Ya Gao, Zheng Meng, Sara Rodrigues, Debora Duarte, Zhi Lin Ng, Zhen Sun, Haiteng Zhuo & Xinong Xie，South China Sea records Late Miocene reorganization of western Pacific deep circulation.  Nature Communications volume 15, Article number: 10228 (2024) ，doi.s41467-024-54739-4