地球圈层之间相互作用对白垩纪大洋缺氧与富氧过程的制约

白垩纪诸多地质事件中,以黑色页岩为特征的大洋缺氧事件和以红层为特征的大洋富氧环境尤其引人关注。本文探讨了白垩纪大洋从缺氧到富氧转化的过程与机制,认为上述沉积事件是地球圈层之间相互作用的结果。白垩纪岩石圈剧烈的岩浆活动,是缺氧、富氧事件发生的源动力,水圈、大气圈、生物圈的共同作用是沉积事件发生的结果。具体过程为:白垩纪大规模的火山喷发,改变了海陆面积的对比,并引起地球内部大量热能释放和大气中CO_2气体浓度的升高,最终导致大气温度的升高。海水温度的升高和CO_2浓度的增加导致海洋环境中溶解O_2的降低,缺氧事件随之而产生。同时,海底岩浆喷发在海底产生大量的富含铁元素的基性和超基性岩石,通过海底风化和热液活动,铁元素从岩石圈进入水圈。海水中的铁元素是海洋浮游植物宝贵的营养盐类,其含量的增加可激发浮游植物的大规模繁盛,而这一生命过程可以吸收海水中大量的CO_2,并且产生等量的O_2。随着海水中O_2浓度的不断升高,以富含Fe3+的红色沉积物为特征的海洋富氧环境出现。藏南和深海钻探、大洋钻探典型剖面的数据证实大洋缺氧和富氧发生的韵律性,即缺氧事件之后往往伴随富氧环境的出现。研究认为,白垩纪大洋缺氧和富氧事件是同一原因导致的不同结果,地球圈层相互作用是其根本制约因素。由岩浆活动引起的缺氧事件和同样由其造成的富氧环境,其机制存在明显的差异,前者以物理、化学过程为主,后者除此之外还演绎了更为复杂的生物-海洋地球化学过程。

大洋红层与大洋富氧事件

大洋红层是指深水远洋、半远洋环境下,富氧条件下形成的一套以红色、紫红色为主的沉积物.最先由中国学者王成善、胡修棉等在研究西藏白垩纪床得组红层时提出,后来研究表明,与西藏床得组类似的白垩纪大洋红层广泛分布于世界各大洋和西特提斯的广大地区(土耳其、意大利、奥地利)[1],现已成为白垩纪研究领域的一个新的科学前沿.……

“不服气! 中国科学家应该有话语权!”——访中国科学院院士王成善

踏上神神神奇奇的天路,登上'世界屋脊'青藏高原,对观光客来说,也许是浪漫;但对于一辈子行走在这条路上的朝圣者来说,则意味着艰苦、坚持,甚至是近乎疯狂的执著。在这些朝圣者中,他有些与众不同,他的信仰既不是佛教,也不是印度教,他痴情于和石头说话,在青藏高原地学研究、白垩纪大洋红层与富氧作用研究等方面做出了突破性贡献。有趣的是,在这条地质路上,别人的榔头换了又换。