定量浮游有孔蟲鈣化水深變化對殼體地化信號的影響

　　有孔蟲的生物過程影響其殼體地球化學指標的準確度。其中，浮游有孔蟲鈣化水深的變化對其殼體記錄溫度信息的影響程度，是懸而未決的問題。近日，中國科學院南京地質古生物研究所博士俞宙菲、研究員李保華與自然資源部第二海洋研究所副研究員李宏亮、博士張靜靜和研究員陳建芳合作，運用新方法與新手段，首次定量出浮游有孔蟲鈣化水深的季節變化對殼體穩定氧同位素（δ18O）記錄溫度季節性的影響。該成果對古海洋環境的重建工作具有重要指示意義，尤其對利用單體有孔蟲殼體δ18O或Mg/Ca比值來重建溫度季節性的研究。相關研究成果在線發表在《地球化學與宇宙化學學報》（Geochimica et Cosmochimica Acta）上。

　　浮游有孔蟲的各個屬種均有其特定的鈣化水深范圍，因此，利用各屬種的殼體地球化學信息可以重建上層海洋不同水深的古環境變化。然而，相關重建工作均建立在各屬種的鈣化水深不變的前提假設之上。事實上，浮游有孔蟲的鈣化水深在其生命周期內，或不同的季節，或冰期-間冰期尺度上均存在變化。這部分由生態過程引起的變化會擾亂或掩蓋有孔蟲殼體記錄的環境信息，給古海洋環境的重建結果帶來一定誤差。

　　為了定量這種影響，本研究利用2012至2014年在南海北部和西南部布放的兩個時間序列沉積物捕獲器提供的現生浮游有孔蟲樣品，測試混合層種Globigerinoides ruber，Trilobatus sacculifer（無袋）和溫躍層種Pulleniatina obliquiloculata，Neogloboquadrina dutertrei殼體的季節δ18O值，并結合海水均衡氧同位素季節剖面來定量計算浮游有孔蟲鈣化水深的季節變化對殼體δ18O信號的影響。研究將該定量方法應用到全球已發表的9個捕獲器站位的浮游有孔蟲δ18O數據中，進一步剖析其控制機制。

　　研究表明，浮游有孔蟲的鈣化水深存在顯著的季節差異，基本呈現夏季深、冬季淺的變化規律。這或是由于浮游有孔蟲在結殼時會遷移至最適溫度的水層，削弱或放大了其殼體記錄的溫度季節性。結合以上結果，浮游有孔蟲鈣化水深的季節變化對殼體δ18O信號的影響取決于兩個因素：浮游有孔蟲所在海區垂直溫度梯度的強度；有孔蟲所在水層溫度季節性的變化強度。因此，相對于季節性，垂直溫度梯度更大的低緯海區浮游有孔蟲的地球化學信號受到的影響遠高于中、高緯海區。

　　研究工作得到中科院、國家自然科學基金和自然資源部等的支持。