南海第四纪的生源蛋白石记录:与东亚季风、全球冰量和轨道驱动的联系

据南海中部1993～1996年颗粒通量的研究表明，蛋白石通量可以用来指示初级生产力的变化，这一结果为追溯南海第四纪冰期旋回中表层生产力的变化与东亚季风的演化关系提供了依据．通过南海ODP184航次等6个站位生源蛋白石含量及其堆积速率的研究发现，北部站位蛋白石含量及其堆积速率自470～900ka以来明显增加，并且冰期升高，间冰期降低；而南部站位自420～450ka以来明显增加，并且间冰期升高，冰期降低．这种晚第四纪冰期旋回中蛋白石含量及其堆积速率的变化反映了南、北部表层生产力呈现“跷跷板”式的变化，即冰期冬季风加强，北部表层生产力增加，南部表层生产力降低；间冰期夏季风加强，南部表层生产力增加，北部表层生产力：降低．北部ODP1144站和南部ODP1143站第四纪以来蛋白石含量与全球冰量（δ^18O）和轨道参数（ETP）的时间序列交叉频谱分析和以前的研究结果显示，东亚冬季风和夏季风的变化可能有不同的驱动机制．在轨道时间尺度上，全球冰量的变化可能是东亚冬季风强度和时间变化的主要控制因素，而岁差和斜率相关的北半球夏季太阳辐射量的变化可能是东亚夏季风强度和时间变北的主要控制因素．

MIS 5期以来南极威德尔海生产力演化及其古海洋意义

南大洋有关大气二氧化碳分压(pCO_(2))冰期旋回机制的最新假说表明,冰期南极带生产力降低指示的深部流通状况减弱对CO_(2)的封存,以及亚南极带生产力升高对CO_(2)的固定能够圆满解释冰期大气pCO_(2)的降低。显然,测试该假说合理性的关键是验证冰期旋回中南极带与亚南极带呈“镜像”关系的生产力演化特征。通过沉积物岩芯中生源蛋白石含量重建了MIS 5期以来南极威德尔海(南极带)生产力演化。结果显示,南极威德尔海生产力呈现暖期(MIS 5和3期)高、冷期(MIS 4和2期)低的冰期旋回特征以及总体降低的长期演化趋势。联合该生产力记录与搜集的南大洋其他海区多个生产力记录,确证了南极带与亚南极带“镜像”的生产力演化模式。进一步,通过该生产力记录与其潜在环境影响因素的对比,发现西风带经向移动和海冰张缩通过影响深部流通状况,进而控制深部营养物进入表层的可利用性,最终驱动MIS 5期以来威德尔海生产力演化的冰期旋回和长期趋势。南极威德尔海的深部流通状况对CO_(2)的“收押”与释放很可能贡献了MIS 5期以来大气pCO_(2)演化的冰期旋回和长期趋势。该研究确证了上述南大洋有关大气pCO_(2)冰期旋回机制假说的合理性,表明南大洋在全球气候演化中扮演重要角色。

70万年以来西太平洋暖池区硅质生产力记录及其气候效应

西太平洋暖池(WPWP)的硅质生产力水平在调节第四纪全球大气CO_(2)分压的变化上发挥着重要作用,但其控制因素尚存争议。本研究对位于WPWP核心区的MD06-3047岩芯进行了生源蛋白石分析,探讨了700 ka以来WPWP的硅质生产力的控制因素及气候效应。研究发现,700 ka以来WPWP硅质生产力变化呈现显著的冰期-间冰期旋回,基本在冰期较高,间冰期较低。其主要控制因素可能是东吕宋陆架沉积物风化输入、亚洲风尘输入和温跃层深度(DOT)变化。南大洋中层水的“硅溢漏”可能无法对此海区产生显著影响。冰期时的低海平面,导致热带火山弧附近裸露的陆架沉积物的物理剥蚀和硅酸盐风化,淡水输入为WPWP提供了更多的硅酸;冰期时增强的风尘供应为WPWP提供了更多的Fe;冰期时较浅的DOT使表层海水的营养物质垂向空间变小,滞留时间增多。这些因素使冰期的WPWP生产力增高,有可能降低了大气CO_(2)分压。