近日，我室马鹏飞副教授及合作者在国际古海洋学权威期刊 Paleoceanography and Paleoclimatology 发表研究成果，定量识别了早‒中中新世低纬远洋沉积对气候变化的不同响应模式，揭示了南极冰盖演化和海平面变化对这一过程的调节作用。
图1 研究站位位置
气候变暖通常会增强陆地风化侵蚀，增加向海洋输送的陆源物质。然而，这是否意味着远洋沉积也会同步加快？该研究以国际大洋发现计划（IODP）368航次在南海U1502站位（图1）钻取的远洋红层为对象，通过旋回地层学建立了距今约2047
—1250万年的高分辨率年代框架，重建沉积物质量堆积速率（Mass accumulation rate）；进而结合海平面、大气二氧化碳及区域风化记录，利用交叉递归与相关性分析揭示：远洋陆源沉积组分堆积速率与海平面的长期变化在MCO及MMCT期间呈正相关，在MCO之前及MMCT之后呈负相关。据此，识别出不同冰盖背景下沉积响应模式的两种不同的响应模式（图2）：
（1）南极冰盖较小时，暖湿气候态对应高堆积速率，冷干气候态对应低堆积速率。在中新世气候适宜期（Miocene Climatic Optimum，MCO）及中中新世气候转型期（Middle Miocene Climate Transition，MMCT），南极冰盖总体退缩于陆地内部，暖湿气候增强陆地风化和陆源物质供给，远洋堆积速率升高；冷干气候下则相反。
（2）南极冰盖较大时，暖湿气候态对应低堆积速率，冷干气候态对应高堆积速率。在MCO之前及MMCT之后，冰盖规模较大，其进退引起的海平面波动显著改变陆架沉积容纳空间。暖湿阶段海平面上升，陆架截留更多陆源物质，远洋堆积速率降低；冷干阶段海平面下降，陆源物质更易跨越陆架进入深海，远洋堆积速率升高。
图2 低纬远洋沉积与海平面变化关系的定量识别。（a）交叉递归分析；（b）长期趋势的相关性分析；（c）去除长期趋势后的交叉递归分析，显示两者在较短时间尺度上具有相似的变化节律。
此外，该研究发现远洋堆积速率与深海碳同位素变化在构造时间尺度及长偏心率尺度均呈负相关，暗示陆源有机质向深海的输送与降解可能参与调节中新世碳循环。该研究表明，低纬远洋沉积响应受气候态变化及陆架沉积过程共同调节，为理解高‒低纬过程之间的联系提供了新的定量证据。
该研究获得国家重点研发计划、国家自然科学基金、上海市自然科学基金及中央高校基本科研业务费支持。
论文题目：Early-Middle Miocene Low-Latitude Pelagic Sedimentation: A Response to Climatic Evolution
全文链接：https://doi.org/10.1029/2025PA005243