陜西
厄爾尼諾-南方濤動（ENSO）是地球氣候系統(tǒng)中最強(qiáng)的年際變率信號之一，對全球極端天氣、海洋生態(tài)系統(tǒng)和社會經(jīng)濟(jì)活動具有重要影響。認(rèn)識ENSO在過去氣候背景下的變化，有助于理解熱帶太平洋氣候系統(tǒng)的長期演變規(guī)律，并為評估未來ENSO變化提供歷史參照。
硨磲是海洋中最大的雙殼類動物，自然狀態(tài)下可連續(xù)生長數(shù)十年，其殼體具有清晰的日-年紋層，是優(yōu)良的高分辨率古氣候載體。硨磲殼體氧同位素（δ18O）對海水溫度和鹽度變化敏感，是記錄ENSO活動的重要指標(biāo)。然而，受過度捕撈等因素影響，現(xiàn)代硨磲樣品十分稀缺，導(dǎo)致現(xiàn)代記錄大多只覆蓋數(shù)年，難以為化石記錄建立足夠長的現(xiàn)代基準(zhǔn)，從而限制了過去ENSO變率的定量評估。
針對這一問題，中國科學(xué)院地球環(huán)境研究所氣候變化集成-模擬-同化-預(yù)測團(tuán)隊（CLIMAP）開發(fā)了“虛擬硨磲”模型。研究人員發(fā)展了硨磲δ18O代用記錄系統(tǒng)模型（Proxy System Model），綜合考慮海溫、鹽度、殼體生長、取樣分辨率、實驗測試誤差、控制點選取和數(shù)據(jù)預(yù)處理等因素，模擬氣候信號在硨磲殼體中的記錄過程。該模型通過現(xiàn)代硨磲δ18O記錄校驗，能夠再現(xiàn)真實硨磲記錄的統(tǒng)計特征。在此基礎(chǔ)上，研究人員利用現(xiàn)代海溫和鹽度資料驅(qū)動模型，并匹配化石硨磲的殼體生長特征、取樣分辨率和測試誤差等參數(shù)，生成與化石樣品相對應(yīng)的“虛擬硨磲”現(xiàn)代參照，從而在缺乏合適現(xiàn)代樣品的情況下，建立可用于定量比較的現(xiàn)代基準(zhǔn)。
研究人員將該方法應(yīng)用于南海北部西沙群島一個約3300年前、長達(dá)38年的化石硨磲記錄。結(jié)果表明，約3300年前ENSO變率較現(xiàn)代降低約43%（95%置信區(qū)間為6%—66%）。這一結(jié)果與中太平洋珊瑚和秘魯貝殼記錄揭示的同期ENSO減弱特征一致，表明中晚全新世熱帶太平洋ENSO活動可能弱于現(xiàn)代。
該研究不僅為利用硨磲記錄定量重建ENSO變率提供了新方法，也為現(xiàn)代樣品不足條件下開展古氣候重建提供了新思路。該成果近期發(fā)表在Paleoceanography and Paleoclimatology。中國科學(xué)院地球環(huán)境研究所韓韜博士為第一作者，晏宏研究員為通訊作者。
Han, T., de Winter, N. J., Liu, C., Zhao, N., & Yan, H. (2026). Quantifying past ENSO variability from Tridacna δ18O using a pseudo-proxy baseline approach. Paleoceanography and Paleoclimatology, 41, e2026PA005453.
文章鏈接：https://doi.org/10.1029/2026PA005453
圖1. 硨磲δ18O代用記錄系統(tǒng)模型
圖2. 利用現(xiàn)代硨磲校驗“虛擬硨磲”的模擬性能
圖3. 利用“虛擬硨磲”作為現(xiàn)代基準(zhǔn)評估化石硨磲中的ENSO變率
圖4. 南海硨磲、中太平洋珊瑚與秘魯貝殼的ENSO重建對比。
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