孟加拉湾和阿拉伯海是北印度洋最大的两个边缘海，由于南亚大陆的隔绝作用，二者之间的物质交换只能通过印度沿岸流进行。因此，重建印度沿岸流演化对于理解北印度洋边缘海物质混合、探讨理化性质演变等具有重要意义。然而，目前关于印度沿岸流演化仅有少量现代观测结果，印度沿岸流在更长时间尺度上如何演化仍不清楚。此外，现代观测结果表明印度沿岸流的流向和流速受到印度夏季风、印度洋偶极子（IOD）和热带辐合带（ITCZ）的调控。在更长时间尺度上，印度沿岸流受何种因素调控、与现代演化过程有何异同等问题仍不清楚，需要结合古记录和古气候模拟研究进一步查明。

图1 岩芯位置和不同季节海平面气压及风场

基于以上研究背景，研究团队选择南亚大陆南端MD77-191站位的沉积岩心为研究对象（图1）。首先，通过综合的物源分析得出岩心沉积物主要来自孟加拉湾和阿拉伯海（图2）。其次，结合现代观测及黏土矿物记录和古气候曲线对比结果（图3）。作者认为在暖期，盛行夏季风增强了由阿拉伯海流向孟加拉湾的沿岸流（图1中黑色虚线），带来较多的蒙脱石；在冷期，盛行冬季风增强了由孟加拉湾流向阿拉伯海的沿岸流（图1中白色实线），带来较多的伊利石和绿泥石。最后，研究团队利用瞬变气候模型TraCE-21分别模拟了冷期和暖期的表层风和海平面气压异常（图4），结果表明气候的冷/暖转型伴随着冬季大气环流模式的明显变化。因此，作者认为冬季风可能对过去印度沿岸流的强度和流向产生了重要影响。

图2 沉积物来源判别

值得注意的是，研究岩心黏土矿物的比值与印度洋偶极子变化在过去1万年以来具有很好的相关性（图3），表现为印度洋偶极子正相位时段对应了更多来自阿拉伯海的蒙脱石。这表明印度洋偶极子相位变化对印度沿岸流演化具有重要的控制作用。最新研究发现，在全球气候变暖背景下，印度洋偶极子的正位相发生频率明显增加。基于本研究结果，作者认为印度洋偶极子正位相频发的现象可能会减少由孟加拉湾流向阿拉伯海的低盐水，进一步加剧两个边缘海盆之间的盐度等理化性质差异。

图3 黏土矿物记录与古气候指标对比

图4 瞬变气候模型TraCE-21模拟的冷/暖期风和海平面气压异常

论文第一作者为中国科学院海洋研究所硕士研究生康晓莹，通讯作者为中国科学院海洋研究所于兆杰副研究员和宋丽娜副研究员。本研究得到了中国科学院战略先导专项、国家自然科学基金、中国科学院青年创新促进会、山东省自然科学优秀青年基金等项目支持。

论文链接：https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/ad5bf4

论文信息：Xiaoying Kang, Zhaojie Yu*, Lina Song*, Christophe Colin, David J. Wilson, Zehua Song, Bai Su, Xiaojie Tang, Fengming Chang, Franck Bassinot, Shiming Wan, 2024. Wind-driven sediment exchange between the Indian marginal seas over the last 18,000 years. Environmental Research Letters. https://doi.org/10.1088/1748-9326/ad5bf4