This study aims to provide a more detailed understanding of the behavior of 231Pa/230Th under varying ocean circulation regimes. The North Atlantic provides a unique sedimentary setting with its ice-rafted detritus (IRD) layers deposited during glacial times. These layers have been found north of 40° N (Ruddiman Belt) and are most pronounced during Heinrich Stadials. Most of these sediments have been recovered from the deep North Atlantic basin typically below 3000 m water depth. This study reports sedimentological and sediment geochemical data from one of the few sites at intermediate depth of the open North Atlantic (core SU90-I02, 45° N 39° W, 1965 m water depth) within the Ruddiman Belt. The time periods of Heinrich Stadials 1 and 2 of this core were identified with the help of the major element composition by XRF scanning and by IRD counting. Along the core profile, the sedimentary 231Pa/230Th activity ratio has been measured as a kinematic proxy for the circulation strength. The 231Pa/230Th record shows highest values during the Holocene and Last Glacial Maximum, above the natural production ratio of these isotopes. During Heinrich Stadials 1 and 2, when Atlantic meridional overturning circulation was most reduced, the 231Pa/230Th record shows overall lowest values below the production ratio. This behavior is contrary to classical findings of 231Pa/230Th from the northwestern Atlantic where a strong Holocene circulation is associated with low values. However, this behavior at the presented location is in agreement with results from simulations of the 231Pa/230Th-enabled Bern3D Earth system model.

中文翻译：

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231Pa/230Th对北大西洋中层水大西洋经向翻转环流变化的逆响应

本研究旨在更详细地了解 231Pa/230Th 在不同海洋环流状况下的行为。北大西洋提供了独特的沉积环境，其冰筏碎屑 (IRD) 层在冰川时期沉积。这些层位于北纬 40°（鲁迪曼带）以北，在 Heinrich Stadials 期间最为明显。大多数这些沉积物是从北大西洋深海盆地中回收的，通常水深低于 3000 米。本研究报告了 Ruddiman 带内开放的北大西洋中间深度（核心 SU90-I02，北纬 45°，西经 39°，水深 1965 米）为数不多的几个地点之一的沉积学和沉积物地球化学数据。在主要元素组成的帮助下，通过 XRF 扫描和 IRD 计数确定了该核心的 Heinrich Stadials 1 和 2 的时间段。沿着岩心剖面，沉积的 231Pa/230Th 活动比已被测量为循环强度的运动学代理。231Pa/230Th 记录显示了全新世和末次盛冰期期间的最高值，高于这些同位素的自然产生率。在 Heinrich Stadials 1 和 2 期间，大西洋经向翻转环流减少最多时，231Pa/230Th 记录显示总体最低值低于生产比。这种行为与来自大西洋西北部的 231Pa/230Th 的经典发现相反，在那里强烈的全新世环流与低值有关。然而，当前位置的这种行为与启用 231Pa/230Th 的 Bern3D 地球系统模型的模拟结果一致。沉积的 231Pa/230Th 活度比已被测量为循环强度的运动学代理。231Pa/230Th 记录显示了全新世和末次盛冰期期间的最高值，高于这些同位素的自然产生率。在 Heinrich Stadials 1 和 2 期间，大西洋经向翻转环流减少最多时，231Pa/230Th 记录显示总体最低值低于生产比。这种行为与来自大西洋西北部的 231Pa/230Th 的经典发现相反，在那里强烈的全新世环流与低值有关。然而，当前位置的这种行为与启用 231Pa/230Th 的 Bern3D 地球系统模型的模拟结果一致。沉积的 231Pa/230Th 活度比已被测量为循环强度的运动学代理。231Pa/230Th 记录显示了全新世和末次盛冰期期间的最高值，高于这些同位素的自然产生率。在 Heinrich Stadials 1 和 2 期间，大西洋经向翻转环流减少最多时，231Pa/230Th 记录显示总体最低值低于生产比。这种行为与来自大西洋西北部的 231Pa/230Th 的经典发现相反，在那里强烈的全新世环流与低值有关。然而，当前位置的这种行为与启用 231Pa/230Th 的 Bern3D 地球系统模型的模拟结果一致。231Pa/230Th 记录显示了全新世和末次盛冰期期间的最高值，高于这些同位素的自然产生率。在 Heinrich Stadials 1 和 2 期间，大西洋经向翻转环流减少最多时，231Pa/230Th 记录显示总体最低值低于生产比。这种行为与来自大西洋西北部的 231Pa/230Th 的经典发现相反，在那里强烈的全新世环流与低值有关。然而，当前位置的这种行为与启用 231Pa/230Th 的 Bern3D 地球系统模型的模拟结果一致。231Pa/230Th 记录显示了全新世和末次盛冰期期间的最高值，高于这些同位素的自然产生率。在 Heinrich Stadials 1 和 2 期间，大西洋经向翻转环流减少最多时，231Pa/230Th 记录显示总体最低值低于生产比。这种行为与来自大西洋西北部的 231Pa/230Th 的经典发现相反，在那里强烈的全新世环流与低值有关。然而，当前位置的这种行为与启用 231Pa/230Th 的 Bern3D 地球系统模型的模拟结果一致。231Pa/230Th 记录显示低于生产比率的总体最低值。这种行为与来自大西洋西北部的 231Pa/230Th 的经典发现相反，在那里强烈的全新世环流与低值有关。然而，当前位置的这种行为与启用 231Pa/230Th 的 Bern3D 地球系统模型的模拟结果一致。231Pa/230Th 记录显示低于生产比率的总体最低值。这种行为与来自大西洋西北部的 231Pa/230Th 的经典发现相反，在那里强烈的全新世环流与低值有关。然而，当前位置的这种行为与启用 231Pa/230Th 的 Bern3D 地球系统模型的模拟结果一致。