太平洋低纬度地区的表层水和上部温跃层水通过印度尼西亚海道进入印度洋,这一过程称为印度尼西亚穿越流(Indonesian Throughflow,简称ITF)。ITF 是北大西洋传送带在低纬度地区唯一的回流通道,最终将表层水和上部温跃层水从太平洋输送到北大西洋。它通过潜在影响厄尔尼诺-南方涛动和亚洲季风气候,改变了太平洋和印度洋的热量、淡水收支及海气热通量,在热带地区的大尺度海洋-大气相互作用中发挥着重要作用。现代观测表明,ITF将冷且低盐的温跃层水带入印度洋。如果没有ITF的输入,低纬度印度洋的温跃层将会变得更暖、更咸且更厚,进而导致热带海面温度升高,增强南亚季风。然而,在最近的地质时期,ITF沿东印度洋外流通道的热输运过程仍然不明确。
针对上述科学问题,实验室丁旋团队对过去160Kyr以来东印度洋ITF主要外流通道的两个站点表层、温跃层水温及温跃层结构进行了系统研究,取得了以下重要发现:1. 在轨道时间尺度上,赤道东经90°海岭处的温跃层结构变化与帝汶海东部相似,表明ITF在进入印度洋过程中上部水体结构基本保持不变。2. 赤道西太平洋与东印度洋的温跃层水温呈现出相似的变化趋势,表明ITF可能是太平洋温跃层水进入印度洋的主要通道。3. 受海平面变化和轨道驱动的季风活动影响,ITF的垂直结构随时间发生变化,影响了ITF沿东印度洋外流通道的热输运过程,进而导致东印度洋外流通道表层水温的变化。
图1 印度尼西亚穿越流和主要研究的站位(MD98-2172和 MD77-150)的分布示意图
Ding, X., Bassinot, F., Pang, X., Kou, Y., & Zhou, L. (2023). Heat Transport Processes of the Indonesian Throughflow Along the Outflow Pathway in the Eastern Indian Ocean During the Last 160 Kyr. Paleoceanography and Paleoclimatology, 38(10). https://doi.org/10.1029/2023pa004620 (第一作者和通讯作者丁旋为实验室成员)