末次冰期最盛期以來的沖繩海槽氮同位素變化受固氮作用及黑潮強度之影響

Abstract

在表層海水屬於貧營養鹽環境的海域，其海洋沉積物的氮同位素值理論上反映表層海水氮源的變化，然而，沉積物的氮同位素值可能受到陸源的氮以及成岩作用所影響，相對地，浮游有孔蟲殼體內保存的有機質，其氮同位素值更能可靠地反映古代海洋的訊號。本研究的研究區域位於東海的沖繩海槽，此處的透光層的氮源主要來自黑潮的次表層水。本研究分析了來自沖繩海槽岩心的浮游有孔蟲氮同位素，建構了末次冰期最盛期以來的高解析度氮同位素紀錄。紀錄中顯示，從末次冰期最盛期到晚全新世，有孔蟲的氮同位素值降低了2.5‰，此變化和前人發表的南海的浮游有孔蟲氮同位素紀錄非常相似。本研究的分析結果支持前人提出的假說，顯示在廣而淺的西太平洋陸棚上，海平面的變化透過影響沉積物脫氮作用的速率，而間接控制了表層海水中的固氮作用的速率。本研究的有孔蟲氮同位素紀錄和前人在同一根岩心所做的沉積物氮同位素紀錄，在同位素的數值以及變化趨勢上都不相同，而後者明顯受到陸地的氮輸入以及複雜的再沉積作用所影響。有孔蟲氮同位素紀錄也出現三次氮同位素值降低的事件，與三次北半球的冷事件 (Heinrich Stadial 1、新仙女木事件以及8.2千年事件)幾乎同步發生。對此，最可能的解釋是北大西洋的海表溫度變化在千年尺度上，影響了北太平洋副熱帶環流系統及黑潮的強度，使得黑潮在冷事件發生時有增強的情形。