南海北部氧同位素3期时上部海水结构的变化

南海北部海水物理化学性质不但受东亚季风的影响,还受到珠江陆源输入的影响.文章根据对南海北部ODP 1144站浮游有孔虫属种组合变化和氧同位素分析,以及浮游有孔虫表层海水温度转换函数的研究结果表明：南海北部MIS 3期的表层海水温度在H2～H6事件时明显降低,并在H4～H5（45.66～38.77kaB.P.）期间,表层海水冬季温度变化频繁,且幅度较大.35～29kaB.P.,浮游有孔虫暖水种含量减少,浮游有孔虫氧同位素值增重,同时高生产力属种Neogloboquadrina dutertrei的含量增加,说明冬季风在该阶段强化.此外,52～46kaB.P.期间,N.dutertrei含量增加,浮游有孔虫氧同位素较低,表层海水温度没有明显的变化,所以此时南海北部的高生产力可能与珠江陆源输入的增加有关,指示东亚夏季风的加强.

南极半岛鲍威尔海盆南部氧同位素3期以来沉积动力环境演变

本文基于南极半岛鲍威尔海盆南部D3-7沉积岩芯粒度分析数据,采用粒度累积概率曲线、散点图和CM图来研究古沉积环境,其中CM图效果最好。结果表明,构成D3-7岩芯的各种碎屑在搬运到研究区至沉积到海底前过程中呈静水悬浮状态;首次按照古沉积水动力环境条件,将南极半岛鲍威尔海盆南部沉积演化分成四个阶段,从单一静水沉积方式→多种沉积方式→单一静水沉积方式→多种沉积方式,并发现演化具有循环性特征。剖面中的粗组分搬运过程中需要较大的启动能量,推断物源和搬运与冰筏作用、火山活动有关。

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。

南海北部深海沉积元素记录的氧同位素3期以来千年尺度快速气候波动

对南海北部MD05-2903岩芯进行的高分辨率元素含量测试发现,K/Ti值可较完整、细致地揭示出氧同位素3期(MIS 3)以来的千年尺度快速气候变化,应是目前从南海深海沉积中获得的该时期分辨率最高、千年尺度气候变化信号最强的古气候记录.与高纬极地冰芯及北半球中-低纬石笋氧同位素记录的对比发现,MD05-2903岩芯K/Ti值具有类似锯齿状的气候变化特征.粒度分析发现,K/Ti值与细端元粒度组分含量同步变化;矿物成分测试表明,富K的伊利石含量在K/Ti峰值处明显比低值处增高,含Ti重矿物的含量变化则相反.因此认为,在千年尺度上,K/Ti值反映了以伊利石为主的富K细粒风化矿物和含Ti重矿物在冰阶和间冰阶对南海北部的输入及沉积变化,而这受到了东亚季风变迁带来的降雨变化,以及随之引起的陆地母岩风化产物剥蚀程度及河流搬运能力变化的控制.

南海南部巽他陆架氧同位素3期粘土矿物记录及其古环境意义

南海南部低海平面时期巽他陆架陆源碎屑的物源区变化,对于研究海陆变迁过程古环境演化具有重要意义.选择巽他陆架外缘对海平面变化影响非常敏感的氧同位素3期岩心记录(18282-2孔),开展高分辨率陆源碎屑粘土矿物分析,以期获得海平面变化影响下的物源区演化历史.研究结果显示,在氧同位素3期44.5~36.0 cal ka BP期间,巽他陆架外缘含有较高的蒙脱石(29%~44%)与中等含量的高岭石(21%~27%)、伊利石(19%~27%)和绿泥石(14%~20%).物源区分析表明,这个时期的蒙脱石主要由苏门答腊岛和泰国中部河流提供,高岭石主要由马来半岛、苏门答腊岛和婆罗洲西部河流提供,而伊利石和绿泥石主要由湄公河提供.在此期间,海平面长时间位于-80 m以下,巽他出露陆架上发育的大型古河流(北巽他河、古昭披耶河及古湄公河)可将来自周边物源区的陆源碎屑物质直接输送到陆架外缘.研究岩心的蒙脱石/(伊利石+绿泥石)比值与海平面变化具有良好的对应关系:当海平面下降时,蒙脱石/(伊利石+绿泥石)比值增大;反之亦然.这一现象表明海平面变化是影响巽他陆架外缘氧同位素3期沉积环境演化的最重要因素,即海平面升降引起的海陆格局变化,特别是古岸线的迁移可显著影响古河流与研究站位间的搬运距离,从而导致周边物源区对陆架外缘的陆源碎屑物质相对贡献量发生变化.

南海西部浮游有孔虫记录的MIS3期表层海洋环境变化

对南海西部越南岸外上升流区17954—2站浮游有孔虫属种组合变化、浮游有孔虫氧同位素、AMS ^14C测年的分析以及浮游有孔虫表层海水温度、温跃层转换函数的研究结果表明：在MIS3期，南海西部表层海水温度大体呈现暖-冷-暖的变化趋势；温跃层深度由浅到深阶段性变化；短时间尺度上温度与温跃层发生幅度较大的快速变化。暖事件（IS）对应于浮游有孔虫暖水种、混合层属种含量的增加，冷水种、温跃层属种含量的减少以及冬夏SST的升高；冷事件则与之相反。表层海水生产力亦大致呈现3个阶段（61～51ka，51～42ka和42～32ka）的变化，在千年尺度的快速气候事件中，暖事件对应浮游有孔虫生产力属种含量降低，冷事件对应升高。此外，在MIS3内部分暖事件（IS6和IS 11～13）表现出表层海水温度降低，温跃层深度变浅和表层海水生产力升高的状况，表明该区此时上升流的存在，其形成原因推测是由于东亚夏季风加强的结果。

滇池盆地孢粉记录的29kaBP气候转型事件

位于低纬度高原上的滇池盆地的气候主要受西南季风及东亚季风的控制,盆地沉积物是气候变化的敏感记录。通过对该盆地北部钻孔MIS3晚期孢粉记录的研究,发现在29kaBP该地区的气候明显发生了由暖干向凉湿的转型。29kaBP之前,孢粉组合中,乔木以喜暖的壳斗科、山核桃、鹅耳枥等为主,草本植物中较为耐旱的菊科、石竹科、禾本科等较发育,气候暖干;29 kaBP之后,孢粉组合改变较大,松属花粉含量增加突出,喜湿的铁杉和云杉少量出现,草本植物中莎草科增加,蕨类增多,气候较之前偏凉湿。通过对比发现,该气候转型事件具有区域对比性。

从腾冲和香格里拉沉积记录看60ka BP以来的印度季风活动特征

通过腾冲北海与香格里拉纳帕海有机碳含量、δ^13C、粒度等沉积指标和若干孢粉指标的对比,参照60ka BP以来孟加拉湾的沉积韵律互层与δ^18O记录,发现它们同与印度季风系统存在密切关联。然而由于经纬与海陆分布的差异,夏季风和冬季风对各处的影响亦有很大差别。大约发生于37-32ka BP的强大的暖湿型气候事件在北海与纳帕海盆地的沉积序列之中反映突出,成为过去60ka间最引人瞩目的现象,但是却缺乏海域记录的有力呼应。海陆记录对比结果表明,MIS3后期区域气候事件的控制因素来自陆地而非海洋,青藏高原在此期间的特别升温导致印度冬季风的衰退及其他大气环流型式的改变有可能是重大气候事件形成的主因。此外,陆地地貌对于季风的降水效应也有不可忽视的影响。

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。

4万年以来巽他陆架海岸线变化的红树植物花粉记录

根据南海南部巽他陆架上的柱状剖面Sonne 18300,18302和18323的高分辨率的红树花粉记录,重建4万年以来巽他陆架的海岸线变迁历史.研究结果发现氧同位素3期时,巽他古陆上海平面较低,古陆部分出露,出露的陆架上生长了植被,有较高的花粉浓度,红树林沿巽他古陆的海岸线分布;末次冰盛期时海平面下降,巽他古陆进一步出露,海岸线的外推使红树林逐渐消失,先锋植物蕨类植物迅速覆盖在出露的陆架上;到末次冰消期,海平面上升,海岸线后退,巽他陆架逐渐又被淹没,红树林随着海岸线的迁移再次逐渐出现,并迅速拓展.