記者10月11日從中國科學技術大學獲悉，該校謝周清教授研究小組創新性地採用企鹅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鹅種群的影響，為探究過去大洋環流的變化及其與生態系統的聯系提供了有力工具。該成果日前發表於《地球物理研究快報》。

羅斯海是世界上緯度最高的海域，卻擁有繁榮的生態系統，初級生產力占南大洋1/3，阿德利企鹅種群也占全球1/3，這很大程度上得益於繞極深層水帶來的熱量和營養物質。

謝周清小組利用羅斯海企鹅糞土沉積物，通過放射性碳測年和化學元素分析，重建了過去6000年繞極深層水的上湧强度。研究顯示，距今6000年至2800年和距今1600年至700年，是兩個繞極深層水上湧較强的時期。當地的矽藻記錄顯示，此時近岸海冰較少、夏季海溫偏高；羅斯海出土的企鹅殘體數目顯示，這兩個時期同樣是阿德利企鹅種群的繁盛期。相反，距今2800年至1600年，則是海冰擴張和企鹅種群衰落的時期。

他們研究發現，繞極深層水對於羅斯海海冰和生態變化起到了關鍵性作用。繞極深層水上湧帶來的熱量减弱了近岸海冰的生成，輸入的營養物質導致磷蝦和企鹅數量上升。同時上湧的鎘元素沿食物鏈富集，並隨企鹅糞傳輸到南極大陸上，具備海洋和陸地雙重内容的企鹅糞成為了將南大洋深層環流與生態系統變化相聯系的理想資料。

企鹅糞土沉積物是孫立廣-謝周清團隊於2000年提出的一種生態地質學研究載體，20年來逐漸用於重建南極各地的企鹅種群數量、食性、棲息地等古生態變化，乃至人類活動排放的汞、鉛、有機污染物等。