末次冰期以来阿拉伯海底层水体氧含量变化及其驱动因素

末次冰期以来阿拉伯海水体氧含量变化在时空上具有显著的差异。目前对其空间变化规律及主导因素尚缺乏系统的研究,尤其缺乏对千年尺度上深层水氧含量变化过程及其控制因素的综合分析。本文基于阿拉伯海中部深水区WIND-CJ06-6与WIND-CJ06-13两个岩芯的XRF岩芯扫描结果,结合前人已发表的指示阿拉伯海水体氧含量变化数据,重建了末次冰期以来千年尺度阿拉伯海不同海域和深度的水体氧含量变化历史并分析了其驱动因素。阿拉伯海水深小于1500 m的水体在千年尺度上的氧含量变化受到表层初级生产力和中层水流通性的共同控制,但在不同时期主导因素不同;在B/A(Bolling-Allerod)到YD(Younger Dryas)期间,阿拉伯海西北部表层生产力显著高于同时期其他海域,导致了中层水体的氧含量在西北部降低而在其他海域增高的空间差异。阿拉伯海水深大于1500 m的水体氧含量在末次冰期以来整体上受北大西洋深层水(NADW)强弱的控制,在LGM(Last Glacial Maximum)到HS1(Heinrich stadial 1)阶段则受到南大洋通风增强的影响,水体氧含量显著升高。

深沪湾末次冰期以来的地层结构及古环境演变

通过深沪湾高分辨率浅地层剖面声学地层和地质钻孔沉积地层的对比,并结合沉积物的粒度、微体古生物以及AMS14C测年的综合分析,揭示了研究区晚更新世末次冰期以来的地层层序,探讨了深沪湾的古环境演变。深沪湾高分辨率浅地层剖面自上而下划分的5个声学地层单元与钻孔岩芯划分的5个沉积地层单元具有较好的对应关系。8.2 ka BP左右,全新世海侵使得海水进入深沪湾海域,海平面低于现今海平面10~12 m,气候凉爽;7 ka BP左右海水到达现今海平面位置,并于6 ka BP左右到达最高,约比现今海平面高2~3 m,气候温暖湿润,这一时期,近岸大量裸子植物被海水淹没并被沉积物快速掩埋;5 850~5 642 a BP研究区温度降低,该降温活动持续到2 ka BP左右,气候凉爽干燥;2 ka BP以来温度逐渐上升,600 a BP左右有一个相对冷期,之后温度又逐渐上升至现今水平。

末次冰期以来南海西北部沉积物源和风化演变的Sr-Nd同位素与稀土元素证据

研究边缘海沉积物地球化学组成与来源是揭示大陆边缘沉积物源-汇过程的关键环节。本文基于南海西北部琼东南盆地KT2站位岩心沉积物的稀土元素(REE)和Sr-Nd同位素分析,研究了28 ka以来沉积物源的演变和化学风化作用。结果表明,研究区沉积物源主要为红河,且28 ka以来没有发生明显改变。KT2站位岩心陆源沉积物的稀土元素特征参数(La/Yb)UCC、(Gd/Yb)UCC以及(LREE/HREE)UCC,均受到了母岩组成和风化过程的共同影响。根据Sr-Nd同位素对物源的限制,本文对影响REE组成的因素进行了评估,并认为化学风化作用可能是造成沉积物REE组成偏离源区母岩组成的主要原因。REE指标指示了冰期沉积物比全新世具有更强的化学风化强度,可能暗示冰期海平面降低导致北部湾陆架暴露发生进一步风化而造成了冰期化学风化作用的增强。

罗斯海西北陆架(JOIDES海槽)末次冰期以来冰架消融过程及水动力变化

罗斯冰架的消融过程对全球气候和大洋环流的变化都有重要影响。通过分析罗斯海西北陆架上中国第31次南极考察所采集的ANT31-JB06岩心重建末次冰期以来罗斯冰架的消融历史。通过AMS 14 C测年,建立了该岩心的地层年代框架,其沉积物被划分为末次冰期（36.6ka）以来到全新世的沉积序列,并对该岩心进行了粗组分含量分析、粒度组成及其端元模拟的综合研究。该岩心的粒度端元分析结果显示,峰态中值为15.1和18.9μm的组分端元的变化可分别代表弱和强水动力环境,而峰态中值为63.4和234.1μm的组分端元的变化可分别代表海冰和冰山搬运等沉积动力的变化。末次冰期罗斯冰架在研究站位并未触底,在27～21ka左右增长到最大位置,可能已经到达该岩心所在的位置。罗斯冰架在21ka左右开始退离JOIDES海槽,在AIM 1暖期（17～14ka）大规模崩塌消退;而在南极冷反转ACR时期（14～12ka）罗斯冰架消退缓慢;ACR之后冰架继续崩塌直到全新世中期,在5ka左右罗斯冰架基本达到稳定状态。该处水动力在冷气候时期较强,在暖气候时期较弱,可能是气候较冷时结冰过程形成的盐度较大的水下沉到底部促进了上下水体交换,使得沉积界面的水动力相对也比较强,沉降下来的颗粒相对偏粗。

末次冰期以来中国季风区西北边缘沙漠演化研究

我国季风区西北边缘的沙漠是全球中纬度敏感带的重要组成部分。本文选取区内的毛乌素沙地、共和沙地和腾格里沙漠，通过对末次冰期以来地层年代学、沉积相和地层空间分布的研究，重点探讨了末次冰期和全新世时期两个特征时段的沙漠演化。其中末次冰期是沙漠的持续发展、扩张期，奠定了沙漠的空间格局；全新世早期沙漠总体趋于固定、缩小，中期沙漠大部处于固定、缩小状态，晚期沙漠有所扩大，但未达到末次冰期的最大规模。

末次冰期以来南海东北部陆源有机碳埋藏通量演变:海平面和季风驱动

大陆边缘盆地是大陆风化剥蚀产物的主要沉积汇,其中有机碳的埋藏通量及其控制机制的研究对于理解全球碳循环具有重要科学意义。本研究基于南海东北部台西南盆地TWS-1岩芯的AMS14C测年、总有机碳、总氮含量和稳定碳同位素组成的分析,探讨了末次盛冰期23ka BP以来南海东北部陆源有机碳的来源、历史和影响机制。与潜在物源端元对比表明,台湾是研究站位沉积物陆源有机碳的主要物源,相对海源其贡献比例约为58%,陆源物质可能主要通过海底峡谷水道和低海平面时期陆架河流输入。重建的陆源有机碳通量在末次冰消期早期(19-13kaBP)和中全新世(7-4ka BP)期间有两个峰值,分别约0.16g/(cm^2·ka)和0.09g/(cm^2·ka)。综合分析表明,二者分别受控于冰期低海平面时期增强的陆架风化剥蚀和全新世季风强盛期降水驱动的古台湾岛剥蚀。我们的工作表明冰期-间冰期循环中海平面和季风分别驱动的大陆边缘有机碳埋藏可能对全球碳循环和大气CO2浓度演变有重要影响。

末次冰期以来湛江湖光岩玛珥湖孢粉记录及古环境变化

通过对湛江湖光岩玛珥湖钻孔孢粉记录的研究认为 ,末次冰期以来 ,该区植被类型从早期的南亚热带季风常绿阔叶林依次演替为 ,中亚热带常绿、落叶阔叶林→南亚热带季风常绿阔叶林→中亚热带常绿 落叶阔叶 针叶混交林 (湖边草地 )→热带季雨林→半常绿季雨林。气候最寒冷的时期温度比目前至少降低了 4— 6°C以上。全新世早期相对干旱。

中国干旱、半干旱区末次冰期以来气候变化规律

以临夏塬堡末次冰期中晚期黄土剖面为基础 ,选用我国干旱、半干旱区末次冰期以来同期异相或同期同相的气候记录与研究剖面进行对比分析后表明 :位于西风气流控制的新疆地区全新世气候总体表现为偏干偏冷 ,晚期较为温暖的特点 ,其气候波动的幅度和频率较低。而位于季风环流控制的其它地区 ,全新世气候变化反映了同样的变化规律 ,即早全新世的升温波动期、中全新世的温暖稳定期和晚全新世的变冷期 ,其气候波动的幅度和频率较快。而无论是西风气流控制的新疆地区 ,还是季风环流影响的其它我国干旱、半干旱区 ,末次冰期气候变化均表现为早晚期的干冷期和中期的温湿期 ,尽管其干冷和温湿的程度不尽相同。

末次冰期以来柴达木盆地沙漠形成与演化

通过热释光测年,结合剖面岩性岩相特征、粒度等环境指标的综合分析,对柴达木盆地各地形面上古风成砂剖面进行了详细分析研究。将柴达木盆地沙漠形成与演化划分为3个阶段:21～15 kaBP的末次盛冰期是柴达木盆地大规模沙漠活动时期;15～10 kaBP的晚冰期柴达木盆地沙漠经历了多次扩展和固定缩小的波动演化;10 kaBP以来的全新世盆地沙漠经历了固定缩小和再次扩张的演化过程。自21 kaBP末次盛冰期以来,随着全球气候的波动变化,盆地沙漠虽经历了多次扩展与固定缩小的两相组合式波动演化过程,但流沙活动至今尚未完全停止过。现今盆地流沙活动是末次盛冰期以来沙漠演化过程中新近经历的又一阶段,是末次盛冰期流沙活动的承袭。

中亚昭苏黄土剖面粒度记录的末次冰期以来气候变化历史

对处于西风区的中亚昭苏黄土进行了粒度分析,重建了末次冰期以来的气候环境变化历史。粒度分析表明,昭苏黄土粉砂粒级含量最高,平均含量接近78%,黏土粒级次之,砂粒含量最低,具有典型的风尘堆积特征。剖面粒径>63μm含量变化能与格陵兰冰芯进行良好对比,记录了Heinrich事件和Younger Dryas冷事件及D-O旋回等具有全球意义的气候波动事件,揭示中亚地区末次冰期以来的气候变化具有全球特征。

中国东部季风区末次冰期以来古气候模拟

通过对我国东部季风区现代表土样品孢粉组合与气候因子之间的回归分析，分别建立了孢粉组合与一月、七月气温和年降水量的转换函数，进而建立了本区末次冰期以来的孢粉－气候数据库，模拟了末次冰期盛冰期、消冰期、全新世前北方期－北方期、大西洋期、亚北方期等五个古气候期的冬季和夏季温度场、降水场。结果表明：１）本区气候变率与全球气候变率明显不同。其中，末次冰期盛冰期的降温幅度低于欧洲大陆，而全新世高温期的升温幅度则比欧洲大；２）无论末次冰期还是全新世各气候期，气温和降水量的纬度地带性规律仍然存在，表现在气温的南高北低和降水量的南多北少；３）各气候转型期，本区气候湿热组合特征也与现代一致，表现为雨热同期。

末次冰期以来日本海陆源沉积的地球化学记录及其对海平面和气候变化的响应

通过对日本海Ulleung盆地KCES-1岩心中的主微量元素、稀土元素及粒度的综合分析,探讨了沉积物来源及其控制因素。结合地层年代模型,恢复了研究区48ka以来的古环境记录。结果显示,日本海Ulleung盆地沉积物以陆源碎屑为主,沉积物中主微量元素(Al、K、Fe、Mg、Na、Ti、Th、Sc、Rb、Sr、Cr、Co、Hf、Zr)含量普遍低于平均页岩。稀土元素丰度(ΣREE)为80～213μg/g,与长江、黄河及中国黄土接近,高于日本上地壳。球粒陨石标准化显示,沉积物中轻稀土显著富集,有显著的Eu负异常(0.6～0.8),Ce异常不显著。元素比值(La/Th、Th/Sc)及La/Th-Hf物源性质判别分析显示,研究区沉积物主要来源于上地壳,母岩落入长英质源岩区。在11～18ka,主微量元素的分布特征与11～0ka及48～18ka有显著差异。海平面和全球气候变化是控制主微量元素时空分布的重要因素。化学蚀变指数CIA(45～61)显示沉积物源区化学风化程度较弱,18ka以前风化程度低于18ka以后风化程度,暗示气候由干冷向暖湿转移。这与全球气候变化和东亚夏季风强度变化趋势一致。

末次冰期以来冲绳海槽北部古气候变化的孢粉记录

通过分析冲绳海槽北部CSH1柱状样的孢粉组合，重建了海槽区邻近岛屿末次冰期以来的植被和气候变化史．将所测岩心的孢粉记录从下到上分为三期：Ⅰ期为热带山地针叶林的繁盛期，松属及亚热带高山的常绿针叶林含量较高，气候干燥温暖；Ⅱ期为旱生草本植物繁盛期，蒿属大量出现，气候干冷；Ⅲ期为常绿阔叶、落叶阔叶林及蕨类植物繁盛期，常绿阔叶及落叶阔叶林成分增加，蕨类孢子达到极高值，草本植物含量剧减，气候温暖潮湿．将一些主要科属花粉的百分含量曲线与格陵兰冰心GISP2δ^18O曲线进行了对比分析，发现各花粉百分含量曲线分别在距今4．1～4．6，11．7～13．0，15．4，23．2，29．4，47．4ka显示出了一系列明显的次级波动，这些次级波动与格陵兰冰心δ^18O曲线所记录的4ka左右的降温事件、新仙女木（Younger Dryas）事件和Heinrich事件H1，H2，H3和H5在时代上相吻合．尽管格陵兰及北大西洋地区的气候变化影响冲绳海槽地区的途径和载体尚不清楚，但北半球高纬度的气候变化所引发的东亚季风强度在数百年或千年尺度的波动可能是其主要的机制．

南海西南陆坡末次冰期以来的浮游有孔虫及其古气候意义

对南海西南陆坡区SA08—34柱状样浮游有孔虫进行了定量统计分析，并采用古生态转换函数FP-12E计算各样品所代表的海水表层古温度（SST），结合^14C测年和CaCO3分析结果，揭示了该海域末次冰期以来的古海洋学特征。末次冰期以来SST具有较大的变化，其中冰后期SST冬季为24．85～26．23℃，夏季为28．81～29．36℃，季节温差为2．66～4．47℃；末次盛冰期SST有明显的周期性波动，SST冬季为23．60～26．86℃，夏季为28．45～29．63℃，季节温差为2．34～5．09℃；末次间冰段SST冬季为23．48～27．57℃，夏季为28．82～29．73℃，季节温差为2．16～5．34℃。南海西南陆坡区在末次冰期出现6次明显的海水表层降温事件，其中“新仙女木”事件的年代约为11．75～12．38kaBP，H1H4事件的年代分别约为15．51～16．76、21.15～22．40、26．79～27．42和34．31～34．94kaBP。

冲绳海槽末次冰期以来黑潮流游移在沉积硅藻中的记录

文中描述冲绳海槽中段 2个柱样沉积物中优势硅藻种相对含量 ,热带远洋种相对含量和硅藻组合的分布特征 ;讨论地层的划分和对比、冲绳海槽末次冰期鼎盛期的古黑潮流、全新世黑潮流游移等科学问题。结果表明 ,冲绳海槽末次冰期鼎盛期的古黑潮流在现今 10 0 0m等深线之间流过 ,当时的黑潮流宽度应小于 5 0km ;16ka—11kaB .P .随着海面上升 ,黑潮流越过西侧 10 0 0m等深线 ,向东海陆架偏移 ;全新世黑潮流分别在大约 7ka—8kaB .P .1ka— 4kaB .P .出现过两次黑潮流宽度变窄。

乌兰布和沙漠钻孔WL10ZK-1孢粉记录的末次冰期以来的植被变化

根据乌兰布和沙漠北部25m钻孔(WL10ZK-1)岩心的孢粉记录,结合OSL测年结果,初步讨论了乌兰布和沙漠地区的植被变化。结果表明,90kaBP以前,钻孔岩心为粉砂质泥,孢粉中出现香蒲花粉(最高达12%),并有较高的云杉(最高为22.5%)、禾本科和莎草科花粉,说明当时属于湖泊状态,以草原植被为主;90kaBP以来,乌兰布和沙漠以藜科,蒿属及柽柳和蒺藜科等旱生/盐生灌木为主,属于典型荒漠植被;8kaBP前后,孢粉谱中出现较高松属花粉,形成以蒿属花粉为主的草原植被。结合岩心信息,孢粉记录说明,90kaBP之前和8kaBP前后,乌兰布和沙漠主要为草原植被,周围山地生长有针叶树,末次冰期则主要为荒漠植被。

末次冰期以来东海内陆架沉积反映的海平面变化

对东海内陆架泥质沉积区MD06-3042孔（27°05.4′N,121°24.1′E,水深62m,岩芯长34.1m）样品进行了高分辨率的粒度分析和14C年代测试,重建了末次冰期以来东海内陆架区的海平面及沉积环境的变化.14.0ka左右,海平面已经到达现今海平面下62m等深线的位置,大量沉积物在此沉积.13.0~4.2ka之间,受海流等多种因素影响,少量沉积物在此沉积.4.2~3.2ka之间,现代东海内陆架的泥质沉积主体在该岩芯附近快速堆积.东海内陆架的泥质沉积体由北向南,由内向外逐渐形成,具有阶段性.

末次冰期以来西太平洋暖池变化的浮游有孔虫记录

探讨了末次冰期以来西太平洋暖池区浮游有孔虫动物群变化对环境和全球气候变化的响应。对取自西太平洋暖池核心区WP92 5柱样中的浮游有孔虫及其壳体δ18O的分析结果表明,西太平洋暖池末次冰期的冬季表层水温比全新世低 2℃以上;浮游有孔虫 Neoglobo quadrina pachyderma 的含量变化与Globigerinoides sacculifer 的δ18 O值呈明显相关,各时段的峰值可能与YD事件和Heinrich事件H1、H2和H3大致对应,分别出现在21—29、38—46、64—72和106—117cm, 14C年龄约为9.7—11.1、12.8—14.7、19—20.9 和 26.2—27.4kaB.P.;浮游有孔虫N. pachyderma的含量与G. sacculifer的δ18O在各峰值之间含有数个频次不等的亚级变化,反映了末次冰期以来西太平洋暖池区气候的短尺度快速变化特征。

中亚则克台黄土剖面记录的末次冰期以来的环境演变

选取位于中亚伊犁盆地中东部的则克台(ZKT)黄土剖面作为研究对象,基于13个光释光年代构建了ZKT剖面的年代框架,利用黄土沉积速率、粒度以及总有机碳含量重建了伊犁地区末次冰期以来的环境演变记录。结果表明:(1)伊犁地区末次冰期以来的气候演化阶段可划分为寒冷期(74.5~60 ka)、温湿期(60~30ka)、寒冷期(30~11.5 ka)以及11.5 ka以来的暖湿期,该气候演化特征与深海氧同位素不同阶段气候特征较为一致;(2)MIS4至MIS1阶段则克台剖面沉积速率呈递减趋势,分别为49 cm·ka^(-1)、32 cm·ka^(-1)、13 cm·ka^(-1)和8 cm·ka^(-1);(3)ZKT剖面代表的伊利地区环境演变特征可与格陵兰冰芯进行良好对比,北大西洋地区的快速气候波动信号在伊犁地区气候记录相对清晰,在时间上呈同步变化。

南海东沙海域深水区末次冰期以来天然气水合物稳定带演化

利用基于热力学理论的CSMHYD程序,模拟预测了末次冰期以来南海东沙海域深水区天然气水合物稳定带(GHSZ)的演化特征,同时讨论了海平面、底水温度对该区天然气水合物稳定带变化的影响,以及水合物分解对环境的影响。结果表明:①水深超过595 m的海域具备形成天然气水合物的环境条件;GHSZ平均厚度可达245 m,其中最厚区位于研究区东部,超过380 m,其次为东沙陆坡段与台湾浅滩陆坡段的结合部。②末次冰期(LGM)以来东沙海域GHSZ厚度呈现不对称旋回变化,按照时间由老到新可以分为TC1、TC2、TC3、TC4和TC5共5个完整的旋回。稳定带变化的减薄半旋回持续时间要长于增厚半旋回。TC1—TC4旋回内GHSZ厚度变化受海平面升降的控制,TC5旋回内稳定带厚度变化受到海底温度的控制。③在由陆缘向中央海盆方向逐渐增大的高地温梯度背景下,LGM以来海底温度和海平面变化对GHSZ的影响在中层水范围内大于深层水;同时水柱引起的压力效应在中层水深度范围内相对较大,深层水范围内海平面变化对GHSZ的影响十分有限。东沙海域CaCO3含量异常降低可能受水合物分解释放的甲烷气进入水体后引起海水酸化的影响。