Усиленный вынос продуктов выветривания из Южной Азии в Индийский океан с позднего эоцена

Исследователи под руководством профессора Вань Шимина из Института океанологии Китайской академии наук и их коллеги представили непрерывную запись процессов выветривания за последние 37 миллионов лет. Она основана на изотопах неодима (ε_Nd) в планктонных фораминиферах из морского осадочного керна, отобранного в Бенгальском заливе.

Исследование было опубликовано в журнале Science Bulletin 13 января.

Распределение ε_Nd в морской воде северной части Индийского океана демонстрирует явный градиент с севера на юг в Бенгальском заливе. Это вызвано разными изотопными характеристиками неодима в терригенном материале, поступающем с гималайских речных систем, и смешением водных масс из Южного океана. Это указывает на смешение двух конечных членов: материала континентального выветривания из Южной Азии и глубинной водной массы Индийского океана.

Учёные представили запись радиогенных изотопов неодима в планктонных фораминиферах из отложений сайта 758 программы Ocean Drilling Program (ODP) в северной части Индийского океана с позднего эоцена. Её сравнили с записью изотопов неодима в центральной части Индийского океана, чтобы исключить влияние водных масс океана.

Был предложен новый прокси-индикатор — Δε_Nd, разница между этими двумя записями, который указывает на вклад континентального выветривания из Южной Азии в Индийский океан.

Значения ε_Nd фораминифер на сайте ODP 758 показали долгосрочный негативный тренд и заметные вариации по сравнению с изотопами неодима в обломочном материале и соотношением глинистых минералов смектит/(иллит+хлорит) в том же керне. Однако схожие быстрые импульсы происходили одновременно с увеличением терригенного потока около 21, 8, 6 млн лет назад и с 3 млн лет назад. Это указывает, что запись изотопов неодима в фораминиферах на сайте 758, вероятно, не подвержена значительному влиянию изменений источника осадков или степени выветривания на суше, а в основном отражает эволюцию поступления продуктов силикатного выветривания из Южной Азии.

«Δε_Nd указывает на долгосрочное усиление выноса продуктов выветривания из Южной Азии с позднего кайнозоя», — сказал профессор Вань.

В частности, рост значений Δε_Nd в периоды 25–13 млн лет назад и 5–0 млн лет назад соответствовал быстрому поднятию Гималайского орогена в позднем миоцене и плиоцене, интенсивной эксгумации в гималайских синтаксисах и росту восточного Тибета в раннем плиоцене, а также глобальному похолоданию с раннего плиоцена. Это указывает на сопряжённую тектонико-климатическую эволюцию и эволюцию выветривания в Южной Азии.

Более того, уровень атмосферного CO₂ показал быстрое снижение в периоды усиленного выноса продуктов выветривания из Южной Азии. Это также подтверждается согласованными вариациями Δε_Nd с долгосрочной эволюцией изотопов лития и стронция в морской воде с позднего эоцена.

«Наше исследование предоставляет первые доказательства долгосрочного усиления выноса продуктов выветривания, полученные по изотопам неодима морской воды в Южной Азии с позднего эоцена. Это говорит о том, что усиление силикатного выветривания, вызванное поднятием Гималаев, играет важную роль в глобальном похолодании в позднем кайнозое», — сказал Сун Цзэхуа, первый автор исследования.

«В будущих исследованиях мы объединим моделирование, чтобы точно количественно оценить эффект поглощения углерода за счёт выветривания в Южной Азии на похолодание в позднем кайнозое», — сказал профессор Вань.