中國科學技術大學教授謝周清研究小組創(chuàng)新性地采用企鵝糞土沉積物作為南大洋上升流的記錄載體，明確了過去6000年羅斯海改性繞極深層水入侵及其對海冰和企鵝種群的影響，為探究過去大洋環(huán)流的變化及其與生態(tài)系統(tǒng)的聯系提供了有力工具。該成果日前發(fā)表于《地球物理研究快報》。

風驅動的繞極深層水上涌，是影響氣候、環(huán)境與生態(tài)系統(tǒng)的關鍵要素，它導致目前西南極冰架的快速消融，驅動大洋深層二氧化碳向大氣的釋放，其上涌位置決定了南大洋生物群落的空間分布。目前，歷史時期繞極深層水上涌強度的變化，主要依賴海洋沉積柱中的溫度、海冰指標，既無法直接地指示上升流變化，又無法了解大洋環(huán)流對生態(tài)系統(tǒng)造成的影響。

謝周清小組利用世界上緯度最高的海域羅斯海的企鵝糞土沉積物，通過放射性碳測年和化學元素分析，重建了過去6000年繞極深層水的上涌強度。研究顯示，距今6000~2800年和距今1600~700年，是兩個繞極深層水上涌較強的時期。當地的硅藻記錄顯示，當時近岸海冰較少、夏季海溫偏高；羅斯海出土的企鵝殘體數目顯示，這兩個時期同樣是阿德利企鵝種群的繁盛期。距今2800~1600年，則是海冰擴張和企鵝種群衰落的時期。

研究發(fā)現，繞極深層水對于羅斯海海冰和生態(tài)變化起到了關鍵性作用。繞極深層水上涌帶來的熱量減弱了近岸海冰的生成，輸入的營養(yǎng)物質導致海洋生產力增加，磷蝦和企鵝數量上升。同時上涌的鎘元素沿食物鏈富集，并隨企鵝糞傳輸到南極大陸上，具備海洋和陸地雙重屬性的企鵝糞成為將南大洋深層環(huán)流與生態(tài)系統(tǒng)變化相聯系的理想材料。（桂運安）