白垩纪至早第三纪的极端气候事件

地球科学界正在将预测未来气候变化的研究重点放到地球过去突然发生的气候变暖事件。白垩纪至早第三纪发生的极端气候事件被认为是最接近于现今的地球系统,对其研究有利于理解现今地球系统过程在碳循环快速搅动时的响应。这些气候事件主要包括：古新世-始新世最热事件（PETM,～5 5 MaBP）、早阿普第晚期和森诺曼-土仑界线的大洋缺氧事件（OAE1a,～120 Ma;OAE2,～93．5 MaBP）。PETM事件是中白垩世以来一次突然变暖事件,在10 ka年以内深海温度增加～5 ℃,表层海水温度增加 4～8 ℃,而δ¹³C至少发生 3．0‰的负偏移。目前普遍认为PETM事件是由于海洋气水化合物（CH₄）的巨量释放造成的。大洋缺氧事件（OAEs）记录了海洋环境下有机质的大量埋藏,代表了碳循环和海洋生物系统的重大搅动事件。综合大洋钻探计划（IODP）将极端气候确定为优先研究领域,将采取特定的钻探策略,在世界大洋范围内获取最低限度蚀变的新生代至白垩纪沉积物,研究精度要求达到米兰柯维奇的天文调谐时间尺度,其最终目标是定量描述过去全球气候变化,并为未来气候变化预测提供依据。     

江汉盆地SKD1深钻记录的古新世—始新世极热事件时期的古气候

古新世—始新世极热事件(PETM,～56 Ma)是发生古新世与始新世界线附近的一次快速增温事件,研究PETM事件的气候变化及驱动机制对应对全球变暖对气候和生态系统带来的影响至关重要.然而目前PETM记录较少且其气候效应仍存在很大争议.本文基于江汉盆地SKD1钻孔材料,利用湖泊自生碳酸盐矿物及其氧同位素组成,并结合岩芯岩...     

湖相沉积物与全球变化的研究

为预测未来全球的气候变化，必须了解在过去水圈，气圈与生物圈的各自作用以有它们是如何相互影响的。为此，ＩＧＢＰ组织了过去全球变化项目。湖相沉积物保存 与ＰＡＧＥＳ有关的不同时空尺度的丰富的地球系统历史信息，特别是湖相沉积物包含着可以说明全球抉变化的水圈与生物圈的陆源组分的反应。     

古近纪重大气候事件及其生物响应

古近纪气候演化是由“温室气候”向“冰室气候”转变的过程,大致可划分为3个阶段:古新世-始新世早期的升温期,始新世中期-始新世末期的稳定降温期及渐新世-中新世早期的冰室气候期.在此期间发生了3次显著的气候事件,分别为PETM极热事件、Oi-1骤冷事件和Mi-1降温事件.这3次大的气候事件引起了生物圈的巨大波动:PETM期间发生了全球底栖大有孔虫灭绝事件及浮游有孔虫的辐射演化,并且是哺乳动物演化的关键时期;Oi-1期间全球植物群落由热带型密集雨林向寒冷干燥的森林草原过渡,在欧亚大陆出现了哺乳动物种群大规模改变的Grande Coupure和Mongolian Remodelling事件,也发生热水型浮游及底栖有孔虫的灭绝事件;Mi-1前后,浮游有孔虫部分属种绝灭,钙质超微化石也出现暖水种数量的急剧减少,现代植物群落在这一时期开始形成.古近纪气候的大幅波动和转折由诸多因素控制,主流观点认为PETM事件与天然气水合物的大量释放有关,但其喷发机制尚不明确;降温事件则与区域性构造隆升、洋流榕局变化等因素有关.     

早古近纪陆相断陷型湖泊物质分异作用及其对“PETM”事件的响应:以济阳坳陷孔店组为例

古近纪早期,地球上发生了古新世-始新世极热气候(PETM)事件,严重影响全球碳循环过程和海陆生态环境系统.依据普通薄片、元素分析、碳同位素、TOC等实验结果.研究了渤海湾盆地济阳断陷湖盆古新世-始新世时期的湖泊环境时空波动变化及其对PETM事件的响应,发现济阳断陷湖盆早期经历了多旋回的演化过程,湖盆中碎屑物质和化学物质的分异作用同时发生,陆地风化作用和化学沉积物质分异指示了极热气候的变化过程;该时期湖水为逐渐咸化的盐湖环境,具有空间的分带性和时间的阶段演化性,湖水咸化是热气候事件发生的直接响应;湖泊的时空波动演化经历了古新世-始新世时期的极热气候(PETM)事件,该事件早期湖泊尚未完全咸化,浮游生物比较繁盛,早期浮游植物对12CO₂的吸收,会导致短暂的湖泊古生产力较高,但是随着湖盆逐渐咸化,生物的活动存活较难,主要以旱生植物为主,古生产力降到最低.由于过量的12C吸收沉淀,造成湖泊沉积记录中的δ13C明显负偏,最大可达5×10-3.由此证实全球PETM事件影响了古新世-始新世之交济阳断陷湖盆的时空演化和物质分异过程.      

渤南洼陷沙四下亚段沉积时期古气候演化

正全球于古近纪发育PETM、ETM2、EECO、和MECO多个短期热气候事件(雷华蕊等,2018)。受热气候事件影响,渤南洼陷沙四下亚段沉积时期红层沉积发育并记录着热气候事件控制下古气候演化过程。立足于渤南洼陷沙四下亚段红层,恢复古气候演化过程,一方面可以点带面,揭示全球古近纪气候演化;另一方面为研究极端气候条件对湖盆沉积体系的控制作用奠定基础。     

甘肃省祁连山西段地球化学分区及其特征

水系沉积物地球化学数据蕴含了丰富的地质地球化学信息。采用R型因子分析方法对祁连山西段地区1∶25万水系沉积物数据进行统计分析,根据元素组合划分了5个地球化学区,并阐述了各分区的地质意义;划分的地球化学分区与一定级次的构造单元存在对应关系,可以为基础地质研究提供丰富的地球化学信息,同时也在一定程度上反映了区域成矿特点,为成矿远景预测及IV级成矿区带的细分提供一定的参考价值。     

江陵凹陷始新世早期古气温：来自无水芒硝流体包裹体的证据

江陵凹陷古新统沙市组和始新统新沟嘴组下段沉积为一套巨厚含盐岩系。对始新世早期新沟嘴组下段沉积的无水芒硝中的原生单一液相流体包裹体采用冷冻法进行均一温度测定。原生流体包裹体是在矿物沉积的过程中被捕获的,矿物生长过程中所圈闭的流体(即古盐湖卤水)保存了当时地质环境的各种地质地球信息,可以为研究古温度、古水体成分、古大气成分以及生物的演化等方面提供可靠的定量数据。测温结果显示,其均一温度范围是17.6~38.5℃,均值为27.2℃。这可能说明,江陵凹陷早始新世新沟嘴组下段的古气温在27.2℃左右,极端情况下,当时的古气温可达38.5℃。通过与前人的研究比对发现江陵凹陷自沙市组上段到新沟嘴组下段有明显降温趋势。由于古新世—始新世的升温事件(PETM)使全球气温普遍升高,可以看出江陵凹陷自新沟嘴底部虽已进入PETM事件后的降温期但气候依然以炎热干旱为主要特征。     

末次间冰期以来地球气候系统的突变

地球气候系统的突然变化是近年来地学研究的热点。取自极地冰芯、海洋沉积物和陆地的古气候记录表明,末次间冰期以来全球经历了一系列数百年—千年时间尺度的气候突变事件,证明了在末次冰期—间冰期旋回大尺度气候变化背景下,全球气候存在较大不稳定性这一基本事实。尽管末次间冰期以来这些数百年—千年时间尺度气候突变事件的成因和影响范围还存在明显的不确定性,但已从诸如末次间冰期(MIS 5e)中期的干冷事件、末次冰期的Dansgaard-Oeschger旋回、Heinrich事件和Younger Dryas事件以及发生在全新世冰后期的一些降温事件的研究中,获得对过去130 ka来气候变化过程总体上的认识和理解。综述了近年来的主要研究成果,介绍了有关末次间冰期以来全球气候突变事件发生的时间、过程和机制等最新的研究进展。     

云贵高原湖泊沉积物碳酸盐和有机质的同位素组成及环境信息记录

云贵高原湖泊沉积物碳酸盐和有机质的同位素组成及环境信息记录＠肖保华￥中国科学院地球化学研究所高原湖泊,碳酸盐,有机质,碳同位素,地球化学记录,环境气候信息云贵高原湖泊沉积物碳酸盐和有机质的同位素组成及环境信息记录肖保华（中国科学院地球化学研究所,贵阳５５０...     

古新世-始新世极热事件研究进展

古新世-始新世极热事件(PETM事件)是发生在早新生代的一次极端碳循环扰动和全球变暖事件,主要表现为大气CO2浓度快速增加和全球增温.研究显示该时期全球地表温度增加了5～6℃,高低纬度间温度梯度减小,同时伴随有水循环加快及大规模生物灭绝、演替和迁徙现象.据估算,PETM时期从地层释放到表生系统的CO2总量同预期人类过去...     

湖相沉积物与全球变化的研究

为预测未来全球的气候变化，必须了解在过去水圈、气圈与生物圈的各自作用以及它们是如何相互影响的。为此，ＩＧＢＰ（国际地圈－生物圈计划）组织了过去全球变化项目（ＰＡＧＥＳ）。湖相沉积物保存着与ＰＡＧＥＳ有关的不同时空尺度的丰富的地球系统历史信息，特别是湖相沉积物包含着可以说明全球气候变化的水圈与生物圈的陆源组分的反应。这种信息对了解影响气候变化的流域是如何发展的至关重要。笔者应用西伯利亚贝加尔湖与中国西北部青海湖作为两个实例，叙述了多学科研究湖相沉积物物理与化学参数，并利用这些参数测定了晚更新世湖区及其流域对过去气圈的变化以及日幅射分布的影响     

过去气候演化的阶段性和突变

地球系统的历史信息是评估全球变化的一项重要因素。前些年，过去气候研究中发现了气候的突然变化的现象，突变语气大多出现在冰期，或由冰期向间冰期的过渡时期、并认为这是冰盖的成冰与溶解过程造成海水铅直运动的结果。近些年，过去气候研究还发现在间冰期中也出现突变。我国的历史文献，冰芯和沉积的高分辨率的古气候恢复工作发现近２０００年中国气候明显存在着突变事件。     

古新世—始新世极热事件（PETM）的陆相记录：现状与展望

古新世—始新世极热事件（Paleocene—Eocene thermal maximum, PETM）是发生在古新世与始新世界线附近的一次全球快速增温事件。研究显示,PETM期间全球大气CO2浓度增加,温度上升,陆地水循环加强,在陆地和海洋中产生了一系列生物—环境响应。目前,PETM研究主要集中在海相地层中,而针对陆相地层的相关报道并不多见。陆相沉积速率较快,沉积地层厚度大,并且保存有丰富的哺乳动物化石和植物孢粉,也适合开展高分辨率古气候研究。本文对北美、欧洲西部和我国典型陆相盆地的PETM研究成果进行了系统性综述,对比分析结果表明,PETM期间陆相地层中的碳同位素偏移过程可以分为快速负偏、保持低值和缓慢恢复三个阶段。陆地植物和哺乳动物在PETM期间并未经历大规模灭绝,反而通过进化、扩散和局部灭绝适应了快速变化的环境。基于最新的研究方法,包括碳酸盐岩U Pb定年、汞同位素以及团簇同位素,对我国未来的PETM陆相记录研究提出了展望。     

古新世—始新世极热事件（PETM）的陆相记录：现状与展望

古新世—始新世极热事件(Paleocene—Eocene thermal maximum, PETM)是发生在古新世与始新世界线附近的一次全球快速增温事件。研究显示,PETM期间全球大气CO₂浓度增加,温度上升,陆地水循环加强,在陆地和海洋中产生了一系列生物—环境响应。目前,PETM研究主要集中在海相地层中,而针对陆相地层的相关报道并不多见。陆相沉积速率较快,沉积地层厚度大,并且保存有丰富的哺乳动物化石和植物孢粉,也适合开展高分辨率古气候研究。本文对北美、欧洲西部和我国典型陆相盆地的PETM研究成果进行了系统性综述,对比分析结果表明,PETM期间陆相地层中的碳同位素偏移过程可以分为快速负偏、保持低值和缓慢恢复三个阶段。陆地植物和哺乳动物在PETM期间并未经历大规模灭绝,反而通过进化、扩散和局部灭绝适应了快速变化的环境。基于最新的研究方法,包括碳酸盐岩U-Pb定年、汞同位素以及团簇同位素,对我国未来的PETM陆相记录研究提出了展望。     

崇明岛H12孔百年来长江入海沉积物来源变化及原因

地质历史时期长江入海沉积物的来源和组成特征是探讨东亚边缘海地区沉积物“从源到汇”过程的核心问题之一。崇明岛H12钻孔沉积物元素与同位素地球化学分析揭示,Nd同位素、Eu异常、Cr/Th、Sc/Th等指标在1858—1906年间明显波动,波动的年份与文献记载的洪水事件发生时间基本一致;而在1906年之后沉积物中以上各地球化学指标趋于稳定。结合长江不同支流的沉积地球化学组成特征,运用物源混合模型进行判别,结果显示过去150年来长江入海沉积物主要来自上游支流及汉江,不同支流的洪水信号可以通过入海沉积物通量和化学组成来提取。20世纪以来H12钻孔沉积的各物源指标波动明显减小,推测与崇明岛当地的人类活动逐渐增强有关,防护堤、海塘等工程修建改变了长江入海沉积物在崇明岛的沉积方式,使得洪水时期沉积物无法在岛上淤积,因而钻孔记录中很难再发现洪水事件信号,沉积地球化学物源指标趋于稳定。     

坝上高原安固里淖全新世沉积地球化学特征与环境变化

湖泊沉积物是记录过去气候变迁的自然档案，分析湖泊沉积物的地球化学特征可以恢复湖区的古环境。在安固里淖湖心区钻取一沉积剖面，并以1cm为间隔分样，测得剖面各段的化学元素组成。根据岩心化学元素组成的变化和元素比值指标的变化，结合岩心纹层年代，获得湖区全新世以来的环境变化信息： 8507～7543a BP气候略干冷,但向暖湿方向发展；7453～4617a BP以湿润气候为主，但是存在相对干旱的时段(5137～4617a BP);4617～574a BP以干冷气候为主，在4617a BP和2494～1924a BP期间出现强干冷气候突变事件；574a BP以来，前期气候向湿润方向发展，但是在383a BP以后又转为干旱。安固里淖湖区全新世的环境变化状况与我国北方同期的气候状况具有很好的可比性。     

安徽巢湖湖相地层记录的早全新世气候事件

通过对安徽巢湖西岸杭埠河入口三角洲地区CH孔岩芯湖泊相沉积物的色度、磁化率及地球化学等古环境代用指标的分析与研究,揭示了巢湖地区早全新世时期(11.7~7.5cal.kaBP)的极端气候事件。研究表明:研究区11.7~7.5cal.kaBP期间沉积环境极不稳定,气候波动明显,并分别约在7.8cal.kaBP,8.6cal.kaBP,9.4cal.kaBP,10.5cal.kaBP,11.4cal.kaBP出现5次显著的冷干气候事件,且以8.6cal.kaBP与11.4cal.kaBP表现最为强烈,与我国冰芯、石笋及湖泊沉积物所记录的早全新世冷事件具有可比性,反映了巢湖湖泊沉积物对我国早全新世北半球中纬度地区的季风气候有明显的响应,这将为我国北半球早全新世气候波动的机理研究提供佐证。     

气候环境变化的湖泊沉积学响应

湖泊沉积可作为气候和环境变化的信息库,它能提供时间分辨率高达百年至十年的气候变化信息。湖泊沉积能灵敏地反映与地球轨道力变化相关的气候效应,以及在此背景上叠加的非线性气候事件。湖泊沉积与其中的古生物组合、元素同位素组成是古气候环境的重要替代指标,为检验大气动力学气候模型和进一步改进模型,预测未来气候提供了依据。     

第四纪的主要气候事件

本文概要地回顾了第四纪的主要气候事件,包括万年尺度的冰期-间冰期旋回,千年尺度的Heinrich事件,Dansgaard-Oeschger旋回和新仙女木事件及百年尺度的小冰期.简述了这些事件特征和时限以及产生的背景.指出这些事件大部分首先发现于冰川和深海沉积物中,且集中在北半球的高纬度地带.湖泊沉积物是研究古气候突变事件及古季风变化的重要信息载体之一,今后应进一步加强研究.