陆架海岸台风沉积记录及信息提取

长时间尺度风暴强度–频率关系与气候变化相关联,而器测记录和历史记载难以提供充分的信息,因此从沉积记录中提取风暴信息成为一个前沿科学问题。在应用上,这项研究可为海岸带城市群应对未来气候和海面变化提供决策依据。本文回顾了台风沉积记录研究进展,显示陆架泥质沉积、海滩及海岸沙丘、潮滩、潟湖、巨砾是台风事件记录的良好载体,可通过层序形态和物质特性分析而识别。同时,还需进一步完善分析方法,以区分台风、冬季风暴、河流洪水和海啸等不同类型的极端事件沉积。在台风强度信息提取方面,陆架泥质沉积所含贝壳–粗颗粒沉积物可作为海底再悬浮强度的指标,但需更多实测数据的率定;海滩及海岸沙丘顶部的台风沉积分布高程指示了台风激浪流的上冲高度,而台风巨砾的重量可以与近岸波浪的波高建立联系。以上数据经过换算后可以得出台风强度的信息,虽然这些间接的沉积学信息还不足以建立风暴强度–频率关系,但有助于台风强度大数据的建立。潮滩、潟湖沉积连续性好,可构成台风事件的时间序列,然而关于台风强度却是多解的,台风最大风力、持续时间、移动路径、登陆地点的不同组合可能产生同样的事件沉积。我们建议,应发展台风信息提取的新方法,来解决这个问题。进行现代过程模拟,根据已知的台风事件资料构建沉积物输运堆积模型,使之能够复演事件沉积的特征;进行多个地点事件沉积的反演模拟,在此情形下,即便每个站位的结果是多解的,但针对多个站位上求取其解的交集之后,多解性将下降,这种模拟方法可称之为“解空间收缩法”;采用大数据融合方式,将其他来源的台风强度数据纳入模拟体系,可进一步降低风暴信息提取的不确定性。动力过程模拟与大数据融合方法的建立,有助于获得与沉积记录同样时间尺度的台风强度–频率关系曲线,进而分析台风动态与气候变化的关系。

南海砗磲Sr/Ca比值测试:XRF和ICP-OES方法对比研究（英文）

对采自中国南海的5个砗磲(1个现代砗磲、4个化石砗磲)进行了两种高分辨率Sr/Ca比值分析。电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)得到的Sr/Ca比值呈现出年周期变化,且与海表面温度呈现负相关关系,这表明Sr/Ca可作为良好的SST替代性指标。ICP-OES是测试砗磲壳体Sr/Ca常用的方法,但大量的样品需要钻样及预处理,相当耗时。而同步辐射X射线荧光分析(SR-XRF)可以克服这些缺点,它只需要前期的样品制备,并允许固态样品原位无损快速分析,具有高空间分辨率(微米级)、高灵敏度和多元素分析的特点。在本研究中,我们用SR-XRF方法测试砗磲样品化学元素的可行性。据查阅,目前尚未有类似的相关研究文献。本文实验结果显示SR-XRF数据能够揭示元素含量及其比值变化。且SR-XRF测得的砗磲Sr/Ca比值与ICP-OES分析方法测得的Sr/Ca通过相关统计分析发现其显著性水平p值(5个砗磲样品的p值均<0.05)非常显著,表明高分辨率SR-XRF测得的砗磲Sr/Ca比值在一定程度上代替ICP-OES分析方法的可能性非常大。SR-XRF方法在砗磲重建古气候领域有很大的应用前景。

南海砗磲壳体成分及生物有机特征分析

砗磲(Tridacna spp.)作为地质历史时期以来最大的海洋双壳类生物,因其碳酸盐壳体有明显的年纹层甚至日纹层,正逐渐成为一种重要的高分辨率古气候研究载体.在利用砗磲壳体进行古气候研究之前需要判断其碳酸盐壳体是否发生方解石化.对采自中国南海的5个砗磲壳体进行X射线衍射(XRD)测试,并对1个现代砗磲和1个古代砗磲进行差热-热重测试和顶空富集加气相色谱/质谱联用分析.结果显示,砗磲内壳没有发生方解石化,为文石相;主要无机成分为CaCO3,质量分数为96.5%~97.2%,有机成分质量分数在2.8%~3.5%,包括多种有机物,如十六烷及17种氨基酸.部分砗磲外壳发生了明显的方解石化.本研究提出了判别砗磲文石壳体是否方解石化的方法,并初步确定了砗磲壳体组分及含量,这是利用砗磲文石壳体研究气候环境变化的前提和依据.

南澳宋城:被海啸毁灭的古文明遗址

一直以来,在中国大陆海岸线上未发现遭受海啸破坏的地质遗迹和可靠的历史文献记录.2013年,在西沙群岛的东岛发现了距今一千年前后南海古海啸存在的地质证据.模拟研究表明,海啸的地震震源位于马尼拉海沟,其影响的范围可能波及广东、海南和越南海岸带.本研究选择广东省南澳岛作为海啸波及区进行研究,结果证明南澳岛东南沿岸受到了海啸袭击,海啸沉积层内陆源动物骨骼样品的^(14)C校正年代范围是公元894～1011年;在海啸层中还保存有大量的宋代陶瓷器残片.这次海啸的破坏性是巨大的,以至于在海啸后的500年间,南澳岛的文化出现了衰退.位于不同地形的海啸剖面展示了海啸撞击海岸的结果,它们从地质学的角度证明了南海古海啸对南澳岛海岸的影响.本文表明要高度重视南海发生海啸的危险,这对于正确评估中国南海海啸风险、现代海上丝绸之路沿岸的海上交通以及沿海核电站等工程的安全和建设具有重要的科学和现实意义.同时它将推动南澳宋城的考古发掘,从而为南海沿岸的古海啸及其影响的研究提供更多证据.