末次冰消期以来白令海盆的冰筏碎屑事件与古海洋学演变记录

通过对白令海盆中部BR02岩芯高分辨率的颜色、粒度和元素地球化学地层的研究发现:(1)该岩芯较为完整地记录了末次盛冰期结束以来(约16.3 ka BP)的多期冰筏碎屑事件,包括H1、OD、YD和北方2期,其中以H1和YD最为显著,反映了末次冰消期以来该地区海冰/冰山以及区域性冰川的消长变化;(2)BR02岩芯上部17—25 cm段出现富Mn、富Ba的氧化型沉积,说明在全新世高海面时期,白令海与北太平洋、北冰洋之间的水体交换达到极点,白令海环流加强,海盆底层水含氧状况明显改善,并引发海洋生产力增加;(3)CaO、Na2O、Sr、Zr及Na2O/K2O比值的分布说明,海盆冰筏碎屑主要来自富碳酸盐的育空河流域,其次为阿拉斯加半岛和阿留申群岛等火山岩区;岩芯上部Na2O/K2O比值的递增暗示10 ka BP以来与火山物质输运有关的北太平洋入流(阿拉斯加流)可能增加。

西北冰洋Chukchi Borderland晚第四纪冰筏碎屑记录及其古气候意义

西北冰洋楚科奇边缘地区沉积模式复杂,冰期-间冰期旋回影响着周围北美冰盖和欧亚冰盖的发育以及波弗特环流的位置与强弱,对于该地区的沉积物来源有很大影响。通过对采自西北冰洋楚科奇边缘地区的ARC4-BN03、ARC3-P37和ARC4-MOR02岩心的多指标分析以及与邻近6个岩心的对比,发现在MIS 5以来,北风脊地区可以识别出多次IRD事件,其中都有加拿大北极群岛的贡献。在MIS 3,楚科奇海台和楚科奇深海平原较北风脊沉积速率更高,其IRD事件除了加拿大北极群岛的贡献,也可能有来源于欧亚大陆的输入。在MIS 2,楚科奇海台和楚科奇深海平原的沉积速率急剧降低甚至中止,其IRD事件主要来源于欧亚大陆和东北冰洋边缘海,而北风脊地区IRD事件仍来源于加拿大北极群岛。这可能是由于冰期楚科奇海台和楚科奇深海平原可能受到一个冰盖的覆盖,阻止了北美地区沉积物的输入;而此时北风脊地区正处于这个冰盖的边缘,未被完全覆盖。在间冰期,该冰盖消亡,整个楚科奇边缘地区的IRD事件都有加拿大北极群岛的贡献。

晚第四纪普里兹湾北部陆坡岩心沉积学记录及古海洋学意义

通过对普里兹湾北部陆坡P1-03岩心沉积物敏感粒级组分的提取和年代学分析,发现:大于>63μm的砂砾级组分可作为冰筏碎屑的指示粒级,过去52万年以来该地区共发生了8次较大的冰筏碎屑事件,出现在冰期及间冰期中相对较冷的阶段。分选级粉砂和黏土组分的含量可指示底流强弱,其旋回变化显示冰期底流较弱,有利于黏土沉降;间冰期南极绕极流主轴南移,陆架-陆坡水体交换加强,底流增大,对沉积物的搬运和簸选加强。

西北冰洋楚科奇海台08P23孔氧同位素3期以来的古海洋与古气候记录

通过中国第三次北极科学考察在北冰洋楚科奇海台采集的08P23孔样品的多项指标分析以及与其他孔的沉积记录综合对比,将08P23孔沉积物初步分为氧同位素3期(MIS 3)-MIS 1的沉积序列。MIS 3以来,楚科奇海台08P23孔可以识别出5个显著的冰筏碎屑(Ice-Rafted Detritus,IRD)事件,分别出现在MIS 2和MIS 3。其中,MIS 3的IRD事件中碎屑碳酸盐岩主要来自于加拿大北极群岛分布广泛的古生代碳酸盐岩露头,MIS 2的IRD事件中碎屑石英可能来源于欧亚大陆边缘。该孔大部分层位浮游有孔虫左旋厚壁新方球虫Neogloboquadrina pachyderma(sinistral)(Nps)的δ18O和δ13C都轻于表层沉积物中的平均值。MIS 3中两个褐色层中偏轻的Nps-δ18O和Nps-δ13C值是由冰融水造成;MIS 1和MIS 3灰色层中偏轻的Nps的δ18O和δ13C值指示海冰形成速率的提高,导致轻同位素卤水的生产和下沉。MIS 2的Nps的δ18O和δ13C值变化趋势相反,是因为温度急剧降低导致Nps-δ18O变重,海水冻结成冰,海气交换明显降低使得Nps-δ13C偏轻。MIS 1和MIS 3的Nps的δ18O和δ13C受到融冰水或轻同位素卤水影响导致同时偏轻。

西北冰洋楚科奇海台ARC3-P23孔古环境研究数据集的内容与研发

北极地区直接影响全球尺度的大气环流、大洋环流和气候演化,是全球气候变化的驱动器和响应器之一。对北极地区古环境进行研究,有助于我们了解该地区长期气候变化,并根据过去类似的气候条件(如第四纪间冰期)制作未来气候变化的模型。本文通过对中国第三次北极科学考察在北冰洋楚科奇海台采集的ARC3-P23孔样品的多项古环境指标分析以及与其它孔的沉积记录综合对比,初步将ARC3-P23孔沉积物分为氧同位素3期(MIS 3)-MIS 1的沉积序列,重建该地区晚第四纪的陆源碎屑输入以及古水团性质。该数据集由北冰洋楚克奇海台ARC3-P23孔沉积物的相关物理化学参数以及部分古环境指标组成,其中包括:XRF元素扫描数据、沉积物CaCO3%、粗组分含量以及有孔虫丰度统计数据、浮游有孔虫Nps的氧碳同位素数据以及浮游有孔虫Nps的AMS14C测年结果数据。该数据集为重建该地区晚第四纪以来的古环境提供科学依据。