Spero 和 Lea (2002)探討從印度-太平洋、亞南極和南大西洋的浮 游有孔蟲碳同位素記錄，在冰期末期冰消作用開始時，碳同位素都 會 發 生 極 小 值 的 記 錄 。 Spero 和 Lea (2002) 認 為 東 赤 道 太 平 洋 TR163-19 岩芯浮游有孔蟲的碳同位素極小值數值是由於南濱洋 (Southern Ocean)深水處之低碳同位素數值藉由南濱洋變暖引發大規 模透氣作用(ventilation)帶到亞南極模態水或是南極中層水的生成 區，再從溫躍層深度傳送至赤道地區。Pena 等人(2008)接續 Spero 和 Lea (2002)的研究結果，藉由東赤道太平洋湧升流區 Site 1240 岩芯來 化作用(stratification)則為降低(Stott et al., 2007)。而通氣作用隨海氣 交互作用增加而一併增強，導致原本封存於深海的 CO2 被釋放回大 氣，而使大氣 CO2濃度提高(Spero and Lea, 2002)。
大氣二氧化碳量的增加導致暖空氣受熱膨脹上升且暖空氣周圍 的冷空氣變冷，因此在南北半球西風帶的熱對比(thermal contrast)變 大，致使西風變強，且出現向極區偏移的反應(Toggweiler & Russell, 2008)。反之，在冰期大氣二氧化碳含量較少(Brovkin et al., 2007)，
大氣當中的熱對比相對降低，高空西風相對變弱，此時西風帶位於 環 南 極 流 (Antarctic Circumpolar Current ， 簡 稱 為 ACC) 的 北 方 (Toggweiler & Russell, 2008)，故減少了西風對南濱洋的影響。西風
帶向極區移動的結果增強了環南極流的流速，環南極流的增強使南 極的湧升作用增強(Pena et al., 2008)。由許多位於南極鋒(Antarctic Polar Front，簡稱為 AF)以南海洋岩芯的冰消期蛋白石高通量記錄，
顯示冰消期的溶解態矽含量增高(Anderson et al., 2009)，間接證實因 西風帶接近環南極流，促使湧升作用的增強。 et al., 2006; Bradtmiller et al., 2006; Anderson et al., 2009)。除高營養 鹽在冰消期藉由南極中層水或是亞南極模態水的傳送而表現在東赤 道太平洋區的生產力提高之外，南極區所湧升上來的深海溶解無機 碳的碳同位素偏低訊號也表現在東赤道太平洋海洋岩芯浮游有孔蟲 的碳同位素紀錄上 (Spero and Lea, 2002; Spero et al., 2003; Loubere et al., 2007；Pena et al., 2008；Anderson et al., 2009)。Spero and Lea (2002)認為東赤道太平洋區的冰消期的碳同位素極小值事件，是源自 南濱洋深海水團，藉由亞南極中層水或是亞南極模態水傳送至印度-太平洋溫躍層。而 Loubere 和 Bennett(2008)證實，太平洋亞南極區浮 游有孔蟲碳同位素記錄也與東赤道太平洋的記錄相似，認為赤道區
4.3.1 Termination Ⅰ
Ⅰ Ⅰ Ⅰ碳同位素最小值事件 碳同位素最小值事件 碳同位素最小值事件 碳同位素最小值事件
MD05-2925 岩 芯 30ka 以 來 G. sacculifer ( 表 水 ) 與 P.
obliquiloculata (溫躍層)的碳同位素曲線(圖 4.7-c)在 10~11ka 左右，
表水及溫躍層兩種屬都出現一明顯的碳同位素低值現象。西赤道太 升量(Anderson et al., 2009)，然而一般認為海洋深部的透氣作用在氣 候溫暖時比起在寒冷時有增強的現象。海洋透氣作用之所以會影響 氣候改變，主要是因為，當富含營養鹽的水湧升到海表，CO2會被釋 放到大氣，而湧升至表面之營養鹽能供應浮游生物使用，提高生產 力，且浮游生物生長過程中，會使用湧升到海表的溶解態無機碳 (dissolved inorganic carbon，DIC)，並沉降回海底(de Boer et al., 2007)。此外，海洋的翻轉作用(overturning)，如湧升作用、中層水的 生成，皆為垂直交換作用，有助於釋放海洋內部的 CO2(de Boer et al.,
2007)。Toggweiler 等人(1999)認為從冰期-間冰期時間尺度上來看，
由 Pena 等人(2008)所提出的假說可知，在 MD05-2925 岩芯 Termination II 時期的浮游有孔蟲的δ13Cmin事件發生時，主要調控東 等人(2007) 利用溫躍層種的浮游有孔蟲 Neogloboquadrina dutertrei 的碳同位素作為東赤道太平洋區古生產力的代用指標，結果顯示，
與標準分層(standard stratified)時的海洋比較起來，碳同位素數值強烈 變負的特性代表此時處於較高營養鹽的情況；反之，當碳同位素數 值快速偏向正時，則是代表營養鹽減低的情況(Loubere et al., 2007)。
躍層營養鹽低；(2)冰消期早期：供應東赤道太平洋溫躍層的營養鹽 和 CO2有明顯的增加，但於碳同位素變輕的同時，南濱洋沙塵的供 應量也有減少情況，使亞南極生物幫浦作用(subantarctic biotic pump) 減弱，導致營養鹽使用效率降低造成生產力降低，故表現出高營養 鹽低葉綠素的情況(Anderson et al., 2002; Kohler et al., 2005)；(3)最近 14ka B.P.時期：表層海水溫度(sea surface temperature，簡稱為 SST) 較高，溫躍層營養鹽濃度亦較高，伴隨著較高的生產力。日照量最 小期發生在 13~9ka 之間，是營養鹽與輸出量最大期，亦是 MD05-2925 岩芯碳同位素極小值事件發生的時間，顯示東西赤道太平洋皆能同 時接收到南極氣候變遷所導致富營養鹽或低碳同位素數值海水藉由 南極中層水或是亞南極模態水送至赤道地區溫躍層，而被記錄。
圖 4.7、(a) Vostok 與 Dome C 冰芯 30ka 以來 CO2 濃度(Petit et al. 1999; Pepin et al. 2001; Raynaud et al. 2005; Monnin et al. 2001)，歲差值及地軸
4.3.2. Termination Ⅱ
Ⅱ Ⅱ Ⅱ碳同位素最小值事件 碳同位素最小值事件 碳同位素最小值事件 碳同位素最小值事件
由 110~150ka 以來 MD05-2925 岩芯的 G. sacculifer 與 P.
obliquiloculata 的 碳 同 位 素 記 錄 顯 示 ， 只 有 溫 躍 層 種 的 P.
obliquiloculata 出現δ13Cmin事件，與 Termination I 時的表現大為不 同(圖 4.8c)，由此時天文軌道力-歲差值與地軸傾角變化(圖 4.8a) 與的 TerminationⅠ時相比較，歲差值與地軸傾角變化相似，皆為 高地軸傾角與低歲差值時期，但角度與值不完全相同，因此兩時 期在浮游有孔蟲的碳同位素記錄上呈現相異的情況。在南極 CO2 濃度的表現上，當溫躍層種的 P. obliquiloculata 碳同位素在約
137.5ka 開始驟降時，南極 CO2濃度同時亦呈現上升的現象，兩次
冰消期皆有相同的記錄。從 MD05-2925 岩芯之美鈣比溫度資料顯 示(圖 4.8b)，在約 137.5ka 之後海表及溫躍層溫度皆有上升的情 況，與 Termination I 時的差異在於，在達到碳同位素最小值時，
表水及溫躍層溫度皆有約 1℃的變冷現象，同時南極 CO2濃度亦 在升高後出現一微降現象。
圖 4.8 (a) Vostok 冰芯 110~150ka 以來的 CO2濃度(Petit et al. 1999; Pepin et al. 2001; Raynaud et al. 2005)，歲差值及地軸傾角。(b) G.
綜觀兩次冰消期的13Cmin事件除了 Termination I 時 G.
sacculifer 具13Cmin事件外，在表水 G. ruber 與 G. sacculifer 的 表現皆不如溫躍層種的 P. obliquiloculata 13Cmin事件明顯，Spero 等人(2003)認為，低碳訊號主要藉由南極中層水的傳輸帶來，故 表水因為混合作用而無法記錄之。除了表水的混合作用外，因生 產力對碳同位素低值產生的抵消亦是造成表水碳同位素極小值事 件記錄缺乏的原因(Andreasen et al., 2001; Farrell et al., 1995;
Loubere, 2000)。
因浮游有孔蟲碳同位素所受的影響因素複雜，且無法單獨區 別分開，故本岩芯碳同位素的討論上，僅針對明顯的極小值事件 進行比較與討論，由多種浮游有孔蟲在兩次冰消期的碳同位素記 錄，可發現暖池南緣的溫躍層深度在冰消期時會受到源自南極的 水團訊號，儘管在溫度上與暖池差異不大，但在氧碳同位素上皆 能顯示受到水團影響的證據。
第五章 第五章
sacculifer 之氧同位素與暖池中心 ODP 806B、ERDC 84、ERDC 89、
ERDC 93 岩芯相對比，其冰期-間冰期振幅遠大於暖池中心岩芯，
4. 將溫躍層種 P. obliquiloculata 160ka 以來鎂鈣比溫度變化與間冰期 相比，認為冰期溫躍層深度明顯較間冰期為淺，冰期進入間冰期 時的冰消過程則有明顯變深的記錄。
5. 由多種浮游有孔蟲方法可建立表水種 G. ruber 及 G. sacculifer 與溫 躍層種 P. obliquiloculata 160ka 以來碳同位素在不同水層的變化，
結果顯示表水種浮游有孔蟲易受混合作用影響而無法記錄冰消期 的碳同位素極小值事件，表水種 G. sacculifer 僅記錄到 Termination I 的碳同位素極小值事件事件，溫躍層種 P. obliquiloculata 在兩次 冰消期皆有明顯碳同位素極小值事件，兩次冰消期的碳同位素極 小值事件發生時間與東赤道太平洋相近，東西赤道太平洋皆有碳 同位素極小值事件發生。
6. 東西赤道太平洋在冰消期間的碳同位素極小值事件可由洋流與南 濱洋之氣候變遷做連結。天文軌道力-歲差與地軸傾角分別影響赤 道及南極地區，冰消期南濱洋的變暖造成大規模通氣作用釋放大 量二氧化碳，由南極冰芯所記錄，比較南極二氧化碳上升時間、
MD05-2925 碳同位素極小值事件、MD05-2925 鎂鈣比溫度及當時 天文軌道力作用強度，發現溫躍層種屬碳同位開始下降時，岩芯 站位表水及溫躍層溫度同時出現爬升，而南極二氧化碳濃度亦於 同時爬升，由此建立赤道與南極間遙相關的機制。
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