💡这项突破是什么?
近日，中国科学院南京地质古生物研究所现代古生物学和地层学国家重点实验室罗茂副研究员与英国布里斯托大学、南开大学、中国科学技术大学、英国杜伦大学、英国约克大学等合作，利用深海竹节柳珊瑚骨骼高精度放射性碳同位素（Δ14C）记录，重建了热带大西洋中层水（~800米）过去200年的Δ14C演化历史，揭示了1960至1980年代北大西洋中层水团的重组现象。相关研究成果发表于《地球与行星科学通讯》（Earth and Planetary Science Letters）。
海洋在全球气候变化中扮演着重要角色。北大西洋中层水（North Atlantic Intermediate Water, NAIW）是北大西洋经向翻转环流（AMOC）的重要组成部分，其形成和变化对全球热量和碳分配具有重要影响。然而，由于观测数据有限，过去百年尺度NAIW的演化历史及其对气候变化的响应尚不清楚。
珊瑚等海洋生物碳酸盐骨骼能够记录其生长时期周围海水的化学信息，是重建过去海洋环境变化的良好载体。竹节柳珊瑚（bamboo coral）是一种广泛分布于全球深海（数百至数千米水深）的八放珊瑚，其骨骼由高镁方解石组成，具有清晰的年生长层，为高分辨率古海洋学研究提供了可能。
研究团队选取了采自热带西大西洋布莱克海台（Blake Plateau）的竹节柳珊瑚标本，通过铀系测年建立了精确的年代框架，并利用加速器质谱（AMS）分析了珊瑚骨骼年生长层中的Δ14C。结果显示，该珊瑚记录的Δ14C在1960年代之前变化平缓，但在1960至1980年代期间出现了显著的Δ14C下降（约20‰），之后又逐渐回升。
研究人员结合海洋环流模型和观测数据对比分析，认为1960至1980年代Δ14C的下降并非由当时大气Δ14C下降（核爆14C信号）或海洋储库效应导致，而是反映了该深度水体来源的变化。研究表明，这一时期NAIW中来自拉布拉多海（Labrador Sea）的高Δ14C水体贡献减少，而来自北欧海域（Nordic Seas）的低Δ14C水体贡献相对增加，导致了中层水团的重组。这种重组可能与北大西洋振荡（NAO）的长期变化有关。
该研究首次利用深海珊瑚Δ14C记录揭示了20世纪北大西洋中层水团的结构变化，为理解AMOC的百年尺度变异及其气候效应提供了新的视角。同时，研究也展示了深海珊瑚在高分辨率古海洋环境重建中的应用潜力。
研究工作得到国家自然科学基金（42106051, 42306054, 41976052, 41830539）、国家重点研发计划（2022YFF0800502）、中国科学院青年创新促进会（2023320）、中国博士后科学基金（2023M743370）、ERC和NERC（278705, NE/S001743/1, NE/R005117/1）和古生物学与油气地层应用重点实验室的资助。
相关论文信息：Liu, Q., Robinson, L.F., Hendy, E., Stewart, J.A., Li, T., Chen, T., Knowles, T.D.J., 2025. Radiocarbon evidence of a North Atlantic intermediate water reconfiguration between the 1960s and 1980s. Earth and Planetary Science Letters 652, 119184. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2024.119184
图1：竹节柳珊瑚方解石骨骼记录的热带大西洋中层水Δ14C演化
图2：1960年代之后北大西洋中层水的潜在变化示意图
图3：AMOC指标对比图
