近190ka B.P.以来西太平洋暖池北缘上层海水结构和古生产力演化特征及其控制因素——来自钙质超微化石、有孔虫和同位素的证据

对取自西菲律宾海暖池北缘的Ph05-5岩芯进行了钙质超微化石和有孔虫研究。在利用氧同位素曲线对比和AMS14C数据进行地层划分的基础上,依据超微化石和有孔虫及其同位素组成等指标,分析了近190kaB.P.以来区域生产力和上层海水结构的演变特征,探讨了其控制因素和所指示的古海洋学意义。钙质超微化石下透光带属种Florisphaeraprofunda百分含量和基于浮游有孔虫转换函数的温跃层深度变化表明,Ph05-5岩芯所在的热带西太平洋暖池北缘约190kaB.P.以来,营养跃层和温跃层冰期(MIS6期和5d—2期)浅,间冰期(MIS5e)和全新世深,而MIS5e期是最近两个冰期旋回中营养跃层和温跃层深度最深时期。通过F.profunda百分含量初级生产力转换方程计算结果和与钙质超微化石绝对丰度的变化显示,冰期初级生产力高,间冰期和全新世初级生产力低,MIS5e期初级生产力为末两次冰期旋回之最低。此外,Ph05-5岩芯?δ13CC.wullerstorfi-coccolith和?δ13CC.wullerstorfi-N.dutertrei差值变化显示,190kaB.P.以来表层输出生产力冰期高,间冰期低,其中最为突出的特征也是MIS5e期为生产力输出的最低值期。上层海水结构和生产力的上述变化特征与现代LaNiňa事件暴发时的海洋环境相当类似,该海区MIS5e期可能是LaNiňa事件频繁爆发的一段时期,可以与现代LaNiňa现象类比。同时,根据Wyrtki提出的信风张弛理论推测MIS5e期,由于LaNiňa事件的频繁暴发黑潮主流应该是增强的。

从超微化石看南沙海区近2Ma海水上层结构的变化

位于南沙深海区的ODP1143站2.32 Ma以来沉积物中钙质超微化石极为丰富, 平均每克沉积物中含16 × 106枚, 最高可达53 × 106枚, 最低也有0.5 × 106枚, 超微化石堆积速率变化在 1 × 106枚到278 × 106枚/ cm2 ka之间. 其中以生活在下透光带的Florisphaera profunda为主, 平均占70%. 超微化石绝对丰度和堆积速率及F. profunda百分含量在垂向上呈现出两种不同时间尺度的变化. 一种是随冰期-间冰期旋回而波动, 另一种是历时数十万年的较长演化阶段. 从2 Ma来的6个阶段中可以看出南沙海区营养跃层深度的相应变化. 文中还初步讨论了引起这种变化的可能机制.

中-晚更新世南海北部上层水体结构的轨道尺度变化:IODP U1501站浮游有孔虫氧碳稳定同位素记录

文章以南海北部IODP U1501站(18°53.09'N,115°45.95'E,水深2846 m)上部46 m沉积物岩芯为研究材料,基于浮游有孔虫混合层种Globigerinoides ruber壳体氧同位素建立了本站位1.5 Ma以来的氧同位素地层年代框架,结合次表层种Pulleniatina obliquiloculata壳体的氧、碳稳定同位素数据,分析了中-晚更新世以来南海北部上层水体结构的轨道尺度变化。结果表明南海北部浮游有孔虫δ^18O冰期极盛期最重值在0.9 Ma和0.4 Ma之后发生阶段性变重;表层-次表层种之间的δ^18O差值(Δδ^18OP-G)反映的上层水体温度梯度在0.9 Ma和0.6 Ma阶段性减小,冰期-间冰期变化幅度在0.9 Ma和0.4 Ma后阶段性增大,反映了北半球冰盖扩张和东亚冬季风增强的阶段性变化特征。中更新世转型(MPT)δ^18O的主要变化体现在冰期极正值的增加,同时次表层海水的降温可能更为显著;中布容事件(MBE)期间表层δ^18O变重,次表层δ^18O维持稳定;MBE之后表层δ^18O在间冰期显著负偏,而次表层δ^18O则在冰期明显变重。MBE前的MIS 13期,表层δ^18O显著正偏,可能反映南海北部偏冷,与中国黄土指示该期偏暖湿的特征相联系,可能指示东亚中-低纬度之间的差异减小。U1501站记录的约0.5 Ma的碳同位素重值事件(δ13Cmax-Ⅱ),表现出两种浮游有孔虫δ13C的同步正偏的特征,可能与陆地储存更多12C、或者营养盐输入增多改变了大洋有机/无机碳比例有关;同时表层-次表层种之间的δ13C梯度显著减小,可能反映上层水体混合增强的现象。

有关钙质超微化石Florisphaera profunda的古海洋学意义综述

Florisphaera profunda是古海洋学研究中应用最广的一种钙质超微化石。利用F.profunda百分含量可以研究海水上层结构变化、海水初级生产力的演变并进而推断古气候变化及其机制。这一方法在世界诸大洋第四纪古海洋、古气候研究中都已有成功的先例。本文综述了利用F.profunda百分含量研究古海洋、古气候的基本原理和方法,并对其主要应用实例进行了介绍。

末次冰期以来南海南部千年尺度的古海洋学

对南海南部MD05-2896柱状样22.8kaBP以来的深海沉积物进行了浮游有孔虫和颗石藻化石定量分析。通过转换函数、特定有孔虫属种含量及比值和颗石藻Florisphaera profunda百分含量等探讨了南海南部海水表层温度、上部水体结构、初级生产力以及碳酸盐溶解作用等变化趋势和周期性。结果表明:18kaBP以前及10kaBP以来,海水表层温度较高,碳酸盐溶解作用较强,温跃层营养跃层较深,初级生产力较低。18～10kaBP冰期时,海水表层温度最低,碳酸盐溶解作用变弱,营养跃层和温跃层变浅,初级生产力较高。频谱分析结果显示,22.8kaBP以来的气候变化具有明显的周期性,以类D/O事件的千年尺度周期为主,其中最主要的周期为1500年。