使用新型多代理 SMITE 方法对 SST 和海水 pH 的合成和实际重建

科学领域:

• 古气候学 古气候学
• 地质化学 地质化学
• 珊瑚礁科学珊瑚礁科学

背景情况:

• 珊瑚骨作为档案用于重建过去的热带气候变化,特别是海面温度 (SST) 和海水pH (pHsw).
• 现有的SST和pHsw的无变地化学代理常常难以解释与气候无关的变化,从而限制了它们的准确性.
• 需要更强大的方法来从珊瑚地化学中重建气候参数.

研究的目的:

• 引入和验证一种新的多变量方法,即Scleractinian Multivariate Isotope and Trace Element (SMITE) 方法,用于从珊瑚骨架中重建SST和pHsw.
• 评估SMITE方法的性能与传统的单个和双代理方法相比.
• 为了证明SMITE在现代和化石珊瑚应用中的可重复性和潜力.

主要方法:

• 开发了SMITE方法,该方法利用多个珊瑚元素和同位素变量 (B/Ca, δ11B, Li/Ca, Mg/Ca, Sr/Ca, U/Ca, Li/Mg) 之间的共变量来重建SST和pHsw.
• 使用合成代理实验验证SMITE以评估其对噪声的敏感性和校准周期长度与Sr/Ca相比.
• 将SMITE应用于两个百慕大*Porites星形*珊瑚核心的地化学数据,其校准期很短 (<3.5年).

主要成果:

• 合成实验表明,SMITE的SST重建具有抗噪声和校准长度变化的强度,性能优于Sr/Ca.
• SMITE pHsw重建显示出良好的相关性,但在高分析不确定性下,可能会失去长期趋势的大小.
• 在Porites*星形*核中,SMITE在SST和pHsw估计中,与现有方法相比,获得了显著更高的准确性,精度和相关性.

结论:

• 与传统的单个和双代理技术相比,SMITE方法在重建珊瑚SST和pHsw方面提供了卓越的性能,特别是与各种地化学数据集相比.
• 在珊瑚核心之间,SMITE的参数可重复性表明,在良好的保存条件下,对化石珊瑚有很强的应用潜力.
• 提供了一个开源软件包,以促进科学界采用和实施SMITE方法.