EDYTEM 实验室科研团队成功重建南印度洋数千年气候变化历史

由法国与挪威科学家组成的联合研究团队,通过分析南极洲附近凯尔盖朗群岛的湖泊与海洋沉积物,系统重建了南印度洋过去一万两千年(即全新世时期)的气候变化序列。这项突破性研究近日发表于国际权威期刊《第四纪科学评论》(Quaternary Science Reviews),首次揭示了该区域大气温度与海洋表面温度并非始终同步变化,并辨识出多个以往未知的冷暖波动阶段。研究结果凸显了当前全球变暖的异常性与独特性,为理解全球气候系统的演变提供了关键证据。

重构“被遗忘的海洋”——南印度洋的气候记忆
尽管印度洋在全球气候系统中作用关键,但由于观测数据稀缺,它常被称为“被遗忘的海洋”。位于南半球高纬度的凯尔盖朗群岛,长期受强劲西风环流影响,该环流不仅对南极大陆的热量隔离具有重要作用,也间接调控着全球海洋热输送、水体交换与碳循环过程。然而,由于该区域环境恶劣、观测困难,其长期气候记录一直极为有限。

为填补这一空白,由法国国家科学研究中心(CNRS)与萨瓦勃朗峰大学(USMB)共建的山地环境、动力学与领土实验室(EDYTEM) 牵头,联合挪威、法国多家研究机构,启动了名为 COUAC 的跨学科研究计划。团队采集了凯尔盖朗群岛阿莫尔湖的湖底沉积物柱状样及附近海域的海洋沉积物柱状样,通过沉积学、年代学、有机地球化学、矿物学及微体古生物等多学科手段,分别重建了大气温度与海洋表面温度的变化历史。

国际合作与多学科方法
大气温度重建工作主要由 EDYTEM 实验室的博士研究生埃米莉·贝莱(Emeline Bellet)完成,其博士论文研究得到了里昂大学地质实验室(LGL-TPE)的密切协作。海洋表面温度的重建则由波尔多大学环境与古环境海洋学实验室(EPOC)的科学家负责。两项重建结果相互校验、互补,形成了该地区首套完整且连续的千年尺度气候序列。

关键发现:冷暖交替与当前变暖的异常性
研究表明:

全新世早期(约距今12000–8000年)海洋表面温度显著高于现代,约比当前高 8°C,但同期大气温度却低于现今水平,显示海气热力耦合关系的复杂性;

中全新世暖期之后,气候逐渐转冷,但在距今 2000–3000年 左右曾出现一个相对温暖的间歇阶段;

近两千年以来,该区域整体呈现持续降温趋势,直至近代人为活动引起的全球变暖逆转了这一自然过程;

当前变暖的幅度、速率与持续性均远超自然波动范围,证实全球气候系统已偏离其自然演变轨道。

研究团队指出,这种“海气温度解耦”现象可能与西风带位置与强度的变化、南极绕极流的调节作用以及南大洋海冰范围变动密切相关。

EDYTEM 实验室的核心贡献
本项研究的第一作者埃米莉·贝莱在 EDYTEM 实验室攻读博士学位期间,在导师法比安·阿尔诺(Fabien Arnaud)的指导下完成了大气温度重建的关键工作。实验室的克里斯汀·皮奥(Christine Piot)、杰罗姆·普伦纳尔(Jérôme Poulenard)、埃马纽埃尔·马莱(Emmanuel Malet)、贝尔纳·方热(Bernard Fanget)与皮埃尔·萨巴蒂埃(Pierre Sabatier)等研究人员也在沉积分析、年代建模与环境指标解释方面作出了重要贡献。COUAC 项目由 CNRS 资助,阿尔诺博士担任项目协调人。

这项成果体现了 EDYTEM 实验室以及萨瓦勃朗峰大学、法国国家科学研究中心在推动跨学科、国际化前沿研究方面的承诺。通过深入解读过去的气候档案,科学家能够更准确地识别自然变率与人为影响的界限,从而为预测未来气候变化提供坚实的科学依据。