近日，我所科研團隊基于南極威德爾海區(qū)域同一沉積物巖心，在晚第四紀海洋生產(chǎn)力、南極冰蓋演化及沉積有機碳來源等方面開展了系統(tǒng)研究。相關(guān)成果分別發(fā)表于國際學術(shù)期刊《Global and Planetary Change》和《Chemical Geology》。

在極地氣候演化研究中，關(guān)于冰期旋回中南大洋生產(chǎn)力與南極冰蓋演化的驅(qū)動機制問題始終未有共識。其究竟是受控于北半球高緯過程，還是遵循局地強迫的獨立演化邏輯，一直存在爭議。此外，威德爾海沉積有機碳庫的物質(zhì)來源及其主控因素尚不明確，尤其是冰蓋動力學如何影響陸源與生源有機質(zhì)的埋藏通量，仍是制約極地碳循環(huán)認知的關(guān)鍵瓶頸。

針對上述問題，研究團隊依托我所“向陽紅01”科考船實施的中國第34次南極考察（暨我所組織實施的中國首次環(huán)球海洋綜合科學考察）獲取的沉積物巖心，開展了多指標綜合分析，重建了過去約10萬年以來的環(huán)境變化歷史。在環(huán)境驅(qū)動機制方面，研究發(fā)現(xiàn)該區(qū)域海洋生產(chǎn)力與冰蓋活動均呈現(xiàn)顯著的~20 kyr周期信號，且與南極夏季局地太陽輻射量變化高度相關(guān)。這一發(fā)現(xiàn)揭示了局地太陽輻射通過調(diào)控西風帶遷移及繞極深層水的熱量輸送，進而控制海洋生產(chǎn)力與冰蓋穩(wěn)定性，為“南極氣候獨立演化”假說提供了重要實證。在碳循環(huán)研究方面，通過地球化學分析發(fā)現(xiàn)，威德爾海沉積有機碳庫長期以苔蘚、地衣等陸地來源為主，海洋浮游植物貢獻占比極低。研究進一步揭示了陸源有機碳輸入與冰蓋活動在軌道尺度上的協(xié)同變化，證實了冰蓋演化驅(qū)動的陸源碎屑輸入過程是控制該海域碳埋藏的核心因素。

本系列研究由我所地質(zhì)室古海洋演化及碳匯效應團隊牽頭完成，美國辛辛那提大學、中國海洋大學、中國科學院海洋研究所等多家單位的相關(guān)學者參加。我所博士生胡藝豪為第一作者，李鐵剛研究員、熊志方研究員、郭景騰副研究員為通訊作者。該系列研究工作得到了國家自然科學基金、山東省泰山學者工程等項目聯(lián)合資助。

論文鏈接：

https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2025.104789

https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2026.123369

左圖 不同歲差強迫下局地太陽輻射調(diào)控海洋生產(chǎn)力與冰蓋演化機制示意圖 

右圖 威德爾海沉積物有機碳來源構(gòu)成及不同端元貢獻比例