氧同位素地層

本研究之浮游有孔蟲氧同位素記錄由冰期進入間冰期變化快 速，氧同位素數值在短時間內變輕，快速進入間冰期，而由間冰期 進入冰期氧同位素數值增加過程則較緩慢，與全球冰川體積發展有 良好的對應。全球冰川體積之變化所造成的全球海水氧同位素於冰 期與間冰期的變化幅度約為0.9~1.0‰(Schrag et al., 1996)，鄰近暖池 中心的岩芯研究中，浮游性有孔蟲氧同位素從最近一次冰盛期以來 之變化幅度為1.2‰(Berger et. al, 1993)，Martinez et al.(1997)分析暖 池內、外之浮游游孔蟲氧同位素記錄，發現暖池邊區的氧同位素自 全新世以來，振盪幅度大於暖池中心。

本岩芯位於暖池南緣之浮游性有孔蟲氧同位素從兩百一十六萬 年以來到一百萬年間，氧同位素分布約在-1.0‰~-1.8‰之間，自一 百萬年間至現代，氧同位素分布約在-0.3‰~-1.8‰。最近一次冰盛 期以來之變化幅度達1.9‰，較暖池中芯的岩芯 ODP806 之氧同位素 振盪幅度大(兩百一十六萬年以來到一百萬年間，氧同位素分布約在 -0.9‰~-1.5‰之間，自一百萬年間至現代，氧同位素分布約在

-0.7‰~-1.8‰，最近一次冰盛期以來之變化幅度為 1.7‰)，即此地區 自最近一次冰期以來，水文狀況較暖池中心不穩定，即海表鹽度和/

或海表溫度在全新世以來之變動可能大於暖池中心區域，而將本岩 芯的氧同位素與暖池核心的岩芯ODP806 浮游有孔蟲 G. sacculifer 氧同位素相減(圖 4.7)，兩岩芯站位的氧同位素差值自岩芯底部 2.2Ma 到 1.7Ma 逐漸減少，自 1.7Ma 到現代則相對平穩的上下振盪，

暗示暖池邊緣與暖池中心在1.7Ma 水文狀態發生改變，利用南海南 北兩側海水溫度研究指出，南海南北兩區的溫度梯度自 4Ma 之後開 始加大，即表示自此開始發展成為現代暖池(Jian et al., 2006)，陳貞

吟(2008)的研究指出西熱帶太平洋地區的垂直水溫結構從厚度較薄 的混合層、深度較淺的溫躍層(1.789-1.778 Ma)，演變成較厚的混合 層與深度較深的溫躍層(1.755-1.728 Ma)， 更可推論自 4Ma 以來暖 池開始成形，而到了1.7Ma 之後，暖池不僅在海表溫上成形，在垂 直水體也已發展成現代暖池的模式。

圖4.7 上圖為 ODP1115B 氧同位素地層，中圖為 ODP806 氧同位素 地層，下圖為 Δ¹⁸O_1115-806對年代作圖，圖中灰色長條處顯示

Δ¹⁸O1115-806大於 1‰，可能由於兩岩芯年代地層未校正所導

致，灰色箭頭則顯示 Δ¹⁸O_1115-806逐漸上升的趨勢。

-2.5

-2.0

-1.5

-1.0

-0.5

0.0

0 500 1000 1500 2000

-1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 -2.0

-1.5

-1.0

-0.5

0.0

ODP1115B δ18 O (‰) ODP806 δ18 O (‰) Δ18 O1115-806 (‰)

Age (ka)

在羅立(2007)的研究中指出，此海域的海水氧同位素自上次冰期 以來約改變了1.6‰，而末次冰期以來，冰川體積改變所造成海水氧 同位素變化為0.9 ~ 1.0‰(Schrag et al., 1996)，若扣除掉全球冰川體 積之變化所造成的效應，則仍有0.5~0.6‰的改變幅度，Fairbanks 等人(1997)利用位於中赤道太平洋珊瑚骨骼所建立的海水氧同位素 與鹽度關係方程式：

( ) ( )

ooo

, SMOW 0 . 273 salinity, p.s.u . 9.14 O

18

= −

δ

與本岩芯所在緯度接近，且同為太平洋海域，利用此方程式可 計算出暖池南緣自上次冰期以來鹽度增加1.8~2.2p.s.u.，而此鹽度增 加的效應可能來自：

(1)蒸發量的增加(冰期蒸發量降低，間冰期蒸發量增加)：羅立(2007) 研究中指出，ODP1115B 岩芯所在海域之海水表層溫度間冰期較冰 期高，因此導致間冰期蒸發量增加，冰期蒸發量減少。

(2)降雨量減少(冰期降雨量增加，間冰期增降雨量減少)：熱帶海面 降雨受控於間熱帶輻合區(Intertropical Convergence Zone, ITCZ)位置 影響，ITCZ 位置會隨季節變化而產生偏移，七月時 ITCZ 北移，一 月時ITCZ 南移，部分學者亦認為 ITCZ 在較長時間尺度下會發生偏 移。例如在西赤道大西洋和東赤道太平洋的古溫度記錄皆顯示了 ITCZ 之年平均位置在上次冰盛期有南移的現象(Peterson et al., 2000;

Koutavas et al., 2002)，而部分南海岩芯亦顯示 ITCZ 於末次冰消期以 來，其北界產生北移之證據(陳致維，2003)，而本岩芯位於 ITCZ 南

層的變化會受到海表溫度、季風特性、湧升流等因素影響。東亞季 風在冰期顯現冬季季風(11~3 月)增強，而本研究區域現今水文顯示 當冬季季風增強時，NGCUC 湧升，溫躍層相對較淺(Cresswell, 2000)，應造成冰期鹽度應較間冰期高，但本岩芯所顯示的鹽度自末 次冰期以來呈現成長的趨勢，因此末次冰期以來，本區域鹽度增加 應可排除溫躍層深度改變所造成之因素。

將本岩芯的氧同位素與岩芯 ODP806 氧同位素相減的數值進行 頻譜分析(圖 4.8)，可發現兩岩芯氧同位素差值呈現地軸傾斜角變化 41kyr 的週期，且較 100kyr 及 23kyr 明顯，地軸傾斜角變化不會影 響太陽輻射進入地球的總量，但如果傾角較大，則南北回歸線往高 緯度移動，形成夏季太陽輻射量較大，冬季較小，季節變化也因此 變大，因此41kyr 的週期向來被認為反映的冰蓋擴張的現象

(Ruddiman, 2001 )，因此進而推論 ∆¹⁸O_1115-806出現明顯41kyr 週期，

可能由於地球自轉軸頃角較小時，中、高緯度地區之日照量差值增 加，致使南半球中緯度海環環流增強，並導致更多暖水水團疊加至 暖池地區，使暖池範圍變大，則暖池南北方向水文差距變小，反映

出∆¹⁸O_1115-806降低，而當地球自轉軸頃角較大時，中、高緯度地區

之日照量差值減少，致使南半球中緯度海環環流減弱，並導致較少 暖水水團疊加至暖池地區，使暖池範圍縮小，則暖池南北方向水文 差距拉大，反映出∆¹⁸O1115-806增高的現象。

圖4.8 對 Δ¹⁸O_1115-806進行頻譜分析，顯示41kyr 週期較 100kyr、23kyr 明顯。

100kyr 41kyr 23kyr