降水及巴塔哥尼亞冰蓋驅動洪堡德涼流南端過去海洋生物生產力

洪堡德涼流系統(祕魯涼流系統)位於智利沿海一帶,是世界上最具生物生產力的東部邊界湧升流區。此地擁有豐富的營養鹽,促成較高的海洋生物生產力並成為食物鏈的基礎,造就世界上產量最多的漁業之一。然而,洪堡德涼流系统可能會隨著年際間的氣候模式及事件而改變,例如聖嬰-南方振盪,充分了解此系統與長時間尺度氣候變化之關係,有助於更準確預測未來的海洋生態系統和漁業發展。為了研究此議題,台大海研所的賀詩琳助理教授及Raul Tapia博士後研究員,與來自德國、智利和哥倫比亞的學者們合作進行研究。研究團隊分析德國研究船太陽號(R/V Sonne)於智利外海採集的海洋沉積物岩心,其為洪堡德涼流南端第一個可追溯超過末次冰期­-間冰期循環的岩心。此地海洋生物生產力的養分源自於陸地以及南極海富含營養鹽的海水。因此研究團隊利用保存於海洋岩心中浮游植物產生的烯酮類有機代用指標和碳酸鈣質的底棲有孔蟲重建過去海洋生物生產力的變化。其原理很簡單 — 營養鹽越多,產生的浮游植物將越多,更多的浮游植物意味著生活於海底的底棲有孔蟲有更多從透光層下沉的有機顆粒作為食物,因此它們的數量也將相應增加。另一關鍵點在於,浮游植物的有機物質及底棲有孔蟲的碳酸鈣殼體在化學組成上是不同的,因此當兩者都顯示出相同的趨勢時,它們很可能反映的是生物生產力的變化,而非沉積過程所造成的變異。該海洋岩心中的多重代用指標數據顯示洪堡德涼流系統的海洋生物生產力於深海氧同位素2-4階段和10-11階段增加。此趨勢與南極-太平洋區不同,後者由於沙塵輸入的增加,導致海洋生物生產力於冰期時增加,相反的在遠洋的祕魯涼流系統中,海洋生產力受陸源輸入的養分多寡所控制,而陸源輸入會受降水和冰蝕影響,因此隨著現今地球持續暖化,巴塔哥尼亞冰原的解凍及暖化下的降水變化可能會影響洪堡德涼流系統的生物生產力同時在南美洲的漁業改變中扮演重要角色。

這項研究發表在AGU期刊 《Paleoceanography and Paleoclimatology

Tapia, R., Ho, S. L., Núñez-Ricardo, S., Marchant, M., Lamy, F., & Hebbeln, D. (2021). Increased marine productivity in the southern Humboldt Current System during MIS 2–4 and 10–11. Paleoceanography and Paleoclimatology, 36 (4), e2020PA004066