邓广超、邓文峰等-JGR Atmospheres:珊瑚Ba/Ca记录揭示小冰期后亚洲沙尘向西太平洋远距离输送减弱
亚洲沙尘活动深刻影响区域气候、空气质量和海洋生物地球化学过程,但其长期演变究竟主要受自然气候变化驱动,还是更多反映现代人类活动影响,仍存在争议。现有认识主要来自黄土、湖泊沉积物和冰芯等陆地记录,连续、高分辨率的海洋证据相对缺乏。大型块状滨珊瑚骨骼Ba/Ca能够记录海水中溶解态Ba的变化,为追踪远距离沙尘输送提供了新的海洋代用指标。基于此,中国科学院广州地球化学研究所博士后邓广超和合作导师邓文峰研究员等以西沙群岛块状滨珊瑚为研究对象(图1),重建了1816-2014年期间亚洲沙尘向南海北部远距离输送的变化特征,并取得以下主要认识:
(1)在综合排查陆源输入、地下水径流、上升流、生物成因硫酸钡、热带气旋、低温胁迫以及骨骼生长速率等因素影响后,研究认为西沙珊瑚Ba/Ca能够有效记录来自亚洲内陆的沙尘输入信号。同时,西沙珊瑚Ba/Ca与多个独立沙尘指标在总体变化趋势上具有一致性(图2),进一步支持其作为亚洲沙尘向南海北部远距离输送代用指标的可行性。
(2) Pettitt检验识别出1870年前后为珊瑚Ba/Ca序列的显著突变点(图3)。与1871-2014年相比,1816-1870年Ba/Ca平均值更高、波动更大、极端事件发生频率也更高(图3),表明1870年以前亚洲沙尘向南海北部的远距离输送总体更强,且年际变率更大。
(3)珊瑚Ba/Ca与陆地沙尘代用记录的对比表明,自19世纪末以来,亚洲沙尘向南海北部的输送总体呈减弱趋势(图4);西伯利亚高压、近地面风速、植被覆盖、降雨和厄尔尼诺等因素,是影响亚洲沙尘活动变化的重要驱动因子(图5)。随着小冰期结束,西伯利亚高压减弱,沙尘源区春季近地面风速下降,从而削弱了沙尘气动与输出能力;与此同时,降雨和植被覆盖增加进一步抑制了沙尘释放,而强厄尔尼诺事件发生频率下降也不利于沙尘的远距离输送(图5)。
(4) 研究结果表明,在近两百年时间尺度上,控制南海开阔海域沙尘远距离输送变化的主要因素仍然是气候强迫。相比之下,近现代人类活动(包括土地利用变化)的影响在该区域海洋记录中并未表现为主导信号。
上述研究首次获得了1816-2014年期间亚洲沙尘向南海北部输送的月分辨率海洋记录,表明珊瑚Ba/Ca能够反映亚洲沙尘向南海的季节性输入变化,西伯利亚高压、风速、植被覆盖、降雨和厄尔尼诺等气候因子共同驱动了近两百年来亚洲沙尘远距离输送的变化。

图1 研究区域、珊瑚岩芯X光片

图2 珊瑚骨骼Ba/Ca记录与沙尘指标的相关关系

图3 珊瑚骨骼Ba/Ca月分辨率记录及Pettitt检验识别的1870年

图4 珊瑚骨骼Ba/Ca记录与陆地沙尘代用指标的对比

图5 小冰期后亚洲沙尘的驱动因素
本研究受到国家重点研发计划项目(2023YFF0804801)、国家自然科学基金项目(42273009)、中国科学院青年创新促进会项目(2021352)以及中国科学院广州地球化学研究所涂光炽优秀青年学者奖(TGC202205)等联合资助。
论文信息:
Deng, G. (邓广超), Chen, X. (陈雪霏), Kang, H. (康慧凌), Wei, G. (韦刚健), Deng, W. (邓文峰)*, 2026. Monthly-resolved coral Ba/Ca evidence for a post-Little Ice Age decline in Asian dust delivery to the western Pacific. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 131, e2025JD045088. https://doi.org/10.1029/2025JD045088.

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