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δ^18O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Neogloboquadrina pachyderma的含量变化与Globigerinoides sacculifer的δ^18O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—27．4ka B．P．;浮游有孔虫N．pachyderma的含量与G．sacculifer的δ^18O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。     

南海西沙海槽83PC柱状沉积物组成特征及其古环境意义

为了解南海北部末次间冰期以来的沉积环境演化,分析了西沙海槽83PC柱状沉积物的浮游有孔虫氧碳同位素、碳酸钙、有机碳和粒度组成。浮游有孔虫的δ18 O值具有冰期-间冰期旋回特征,记录了海平面的升降和古气候的变化,而海平面变化控制了沉积物的碳酸钙和有机碳含量。冰期,海平面下降,陆源物质输入增多,带来了大量的碎屑物质和陆源有机质,沉积物具有低碳酸钙含量和高有机碳含量;间冰期,海平面上升,陆源物质输入减少,碎屑物质的稀释作用减弱,沉积物具有高碳酸钙含量和低有机碳含量。南海北部83PC柱状沉积物记录了末次间冰期以来的多次海平面升降旋回,还记录了气候变冷事件以及低碳酸钙沉积事件,其中,150、510、660和740cm处的低碳酸钙含量和相对重δ18 O值记录了全球性气候变冷事件,而冰后期的低碳酸钙沉积事件,则主要反映了季风降雨的增强,出现了洪水高发期,陆源碎屑物质对碳酸钙沉积的稀释作用明显增强。     

冲绳海槽南部末次间冰期以来古海洋学变迁:ODP1202站的记录

对冲绳海槽南部ODP1202站165个沉积物样品进行了CaCO3含量测定和47个样品以浮游有孔虫为主的微体化石定量分析.应用CaCO3含量变化与δ18O曲线的对应关系,初步将1202站岩心划分为MIS 1-5期的沉积.根据浮游有孔虫中暖水、凉水、浅水和深水等生态组合丰度变化,推测冲绳海槽南部晚更新世末次间冰期以来,温跃层呈逐步加深和表层海水温度逐渐升高的趋势.MIS 5期以较浅温跃层和较低表层海水温度为特征,推测与研究区末次间冰期存在上升流有关.末次冰期(MIS 4-2期)时,Pulleniatina obliquiloculata在整个冲绳海槽中普遍以低丰度值出现,标志黑潮主流轴可能迁移出冲绳海槽.     

南海北部盛冰期以来古海洋环境变化的沉积记录

利用气候替代指标U₃₇k-SST,浮游有孔虫Globigerinoides ruber的δ18O,δ13C,微体古生物种群变化、陆源和生源组分以及沉积物粒径等,对南海北部69孔沉积物进行综合研究.结果表明U₃₇k-SST在冰后期为23.3～26.9℃,在末次盛冰期时为22.2～23.8℃.用浮游有孔虫转换函数法对季节温差进行估算,在冰后期为4.5～7.0℃,在末次冰期为7.0～9.0℃,两种估温法均反映了古气候变化相应的海水表层温度.69柱沉积物地层记录在末次盛冰期浮游有孔虫温带优势种Neogloboguadrina pachyderma和营养种Neogloboguadrina dutertrei丰度一致增加;热带优势种Pulleniatina obliqueloculata和Globigerinoide sacculifer以及超微化石丰度则相应减少,而冰后期则相反.浮游有孔虫、钙质超微化石组成和数量的改变也为古海洋温度升、降提供了直接的证据.研究还表明南海北部冰后期以河流搬运为主,末次盛冰期时以风力搬运占优势,这反映了冬季风强化.     

冲绳海槽北部陆坡4.4万年以来古海洋环境演化的地质记录

利用AMS^14 C年代测试、氧同位素分析和浮游有孔虫分析重建了冲绳海槽北部陆坡DOC-42孔约44cal．kaBP以来的古海洋环境演化记录。DOC-42孔沉积速率整体较低，呈明显的阶段性变化：在氧同位素3期和LGM期间沉积速率相对较大，分别为7．3和14cm／ka；末次冰消期以来的沉积速率则显著降低，与冲绳海槽冰后期沉积速率高于末次冰期明显不同；自约6．4cal．kaBP以来，沉积物堆积作用基本可以忽略，表明了受黑潮入侵引起的中国东部陆架环流体系的改变，岩心所在区域的沉积格局发生了重大变化。浮游有孔虫氧碳同位素、转换函数古温度和低温、低盐特征种Globigerina quinqueloba等一致反映了冲绳海槽北部在氧同位素3期早期约37．5～44cal．kaBP期间存在明显的低温、低盐阶段，表明该期间冲绳海槽北部的沿岸冲淡水影响明显加强，而在氧同位素3期晚期该区可能受到了黑潮暖流的影响。此外，浮游有孔虫Pulleniatina obliquiloculata与氧同位素记录有很好的对应关系，表明它是冲绳海槽末次冰期以来的一个可靠的海洋环境指标。     

西沙海槽末次盛冰期以来钙质超微化石特征及古海洋学意义

通过对南海北部西沙海槽XH-27PC柱状样钙质超微化石丰度和组合的分析,并结合浮游有孔虫氧同位素分析、碳酸钙含量测定,讨论了末次盛冰期以来古环境和古海洋的变化。超微化石丰度、属种组合变化指示了末次冰期本区受陆源物输入的影响较大,冰后期则主要受开阔大洋的影响。受陆源营养物质输入的影响,根据F.profunda百分含量估算的表层海水初级生产力具有末次冰期高、冰后期低的特征。钙质超微化石的溶解作用在冰后期较强、末次冰期较弱,表现出"太平洋型"旋回特征,与碳酸钙含量的"大西洋型"旋回不同。     

冲绳海槽南部末次间冰期以来古海洋学变迁：ODPI202站的记录

对冲绳海槽南部ODP1202站165个沉积物样品进行了CaCO3含量测定和47个样品以浮游有孔虫为主的微体化石定量分析。应用CaCO3含量变化与δ^18曲线的对应关系，初步将1202站岩心划分为MIS 1—5期的沉积。根据浮游有孔虫中暖水、凉水、浅水和深水等生态组合丰度变化，推测冲绳海槽南部晚更新世末次间冰期以来，温跃层呈逐步加深和表层海水温度逐渐升高的趋势。MIS5期以较浅温跃层和较低表层海水温度为特征，推测与研究区末次问冰期存在上升流有关。末次冰期(MIS4～2期)时，Pulleniatina obliquiloculata在整个冲绳海槽中普遍以低丰度值出现，标志黑潮主流轴可能迁移出冲绳海槽。     

赤道西太平洋末次盛冰期以来的浮游有孔虫氧碳稳定同位素记录

对西太平洋暖池核心区MD01—2386柱状样最上部5m进行了高分辨率的浮游有孔虫Globigerinoides ruber和Pulleniatina obliquiloculata的氧、碳稳定同位素分析,结合AMS^14C测年,研究表明其属于末次盛冰期-全新世的沉积。赤道西太平洋海区末次盛冰期以来δ^18O值显著降低,但有几次回返事件。表层浮游有孔虫G．ruber比次表层温跃层属种P．obliquiloculata对于环境变化的响应要快,但后者变化的幅度较大。这两个种的氧、碳同位素差值反映出温跃层深度自末次盛冰期以来逐渐加深,并存在周期性的回返事件,说明西太平洋暖池晚第四纪冰期旋回存在气候不稳定性。     

南海巽他陆坡晚更新世以来的微体化石和古环境

柱状样 182 88- 2采自于南海南部巽他陆坡 (5°4 4′N、 110°4 4′E,水深 788m ,柱长 6 .8m ) ,通过与邻近柱状样同位素的对比 ,其揭示了末次冰盛期以来的沉积。柱状样中指示水深较大的介形类和浮游有孔虫丰度自下而上呈现明显增加的趋势 ,而指示水深较浅的介形类丰度及介形虫 /浮游有孔虫比值和底栖有孔虫在有孔虫全群中的丰度都呈下降趋势 ,反映了研究区末次冰盛期以来海面上升和海水加深的过程。这两类的变化在 YD至全新世早期最为显著 ,与该时期海面快速上升造成的环境急剧变化相对应。异地介形虫广见于末次冰期和全新世早期的沉积中 ,反映冰期低海面和冰后期海侵初期频繁发生源于陆架的顺坡搬运。依据末次冰期沉积中含较多的底栖有孔虫 Uvigerina和 Bulimina、介形虫 Polycope和 Cytherella,及底栖有孔虫 U.peregrina较低的δ1 3C,推测冰期低海面时底层水状况为低氧和高营养 ,在冰盛期尤为发育     

冲绳海槽48ka以来的碳同位素记录及其环境指示意义

冲绳海槽是末次冰期以来东海唯一始终保持连续沉积的区域, 保存了最为完整的古海洋古气候变动记录.为了研究末次冰期以来全球碳循环效应在这一区域的响应特征, 对取自冲绳海槽北部CSH1孔的浮游有孔虫N. dutertrei和G.ruber 壳体的δ^13C录进行了分析, 并且与冲绳海槽中部DGKS9603孔的记录进行了详细对比.结果表明, 48 cal.kaB.P.以来在冲绳海槽共记录了4个典型的δ^13C幅低值时期, 其持续时间分别在44-38.5, 36-30, 25-18.5与14-10 cal.kaB.P.之间.通过与开放太平洋及其他边缘海区的对比, 并与陆地气候变动记录相互印证, 证实了在这几个δ^13C幅低值时期中冲绳海槽受到陆源冲淡水的显著影响.另外, 西太平洋开放海区表层海水也影响海槽区.这两个主要影响因子在整个末次冰期呈现出此消彼涨的作用模式.     

北大西洋45°N区氧同位素3期以来上层水体性质的变化

北大西洋45°N区是北大西洋冰筏碎屑(IRD)带的中心区,其海洋沉积物包含高分辨率沉积环境和气候变化信息,对45°N区沉积记录的研究有利于反演末次冰期以来古海洋环境的变化。通过对岩心Hu71-377中IRD含量的统计、浮游有孔虫组合及氧和碳同位素(δ_(18)O和δ_(13)C)分析,重建了北大西洋45°N上层水体水团性质演化历史。结合AMS_(14)C数据和氧同位素地层学,在氧同位素3期(MIS3)和2期(MIS2)中识别出5个Heinrich层,其中Heinrich 1、2和4层具有明显IRD峰值、Neogloboquadrina pachyderma高丰度和轻δ18O值特征,而Heinrich 3和5层的δ18O值未明显变轻。Heinrich 3和5层与Heinrich1、2和4层的δ_(18)O差异可能反映了上层水体受融水输入的影响不同。δ_(13)CN.incompta和δ_(13)CN.pachyderma差值也反映了Heinrich事件期间混合层和温跃层的变化,它们的δ_(13)C差值在Heinrich 1和2期间接近零,归因于强风驱动的海水垂向混合。而δ13CN.incompta和δ13CN._(pachyderm)a差值在Heinrich 4和5期间增大,反映了季节性温跃层变浅,推测与北大西洋暖流增强有关。浮游有孔虫组合进一步反映了海洋上层水团性质,特别是N.pachyderma和Neogloboquadrina incompta的相对丰度反映了MIS3期以来海表温度(SST)变化。     

U37K,δ18O沉积地层记录:南海北部末次盛冰期以来SST和海面变化

应用U37^K和δ^18O重建末次盛冰期以来海水古温度和海平面变化，U37^K-SST沉积记录表现了冰期／间冰期模式．U37^K-SST在冰后期23．3-26．9℃；末次盛冰期22．2-23．8℃．末次盛冰期时古温度比目前平均低4．7℃，南海北部季节性温差冰后期在4．5-7．0℃；末次盛冰期在7．0-9．0℃，远远超过同一纬度太平洋季节温差．末次冰期以来在气候降温的同时，伴有海平面下降，气候的冷暖交替对海平面变化具有决定性的控制意义．     

UK37,δ18 O沉积地层记录:南海北部末次盛冰期以来SST和海面变化

应用UK37和δ18 O重建末次盛冰期以来海水古温度和海平面变化,UK37-SST沉积记录表现了冰期/间冰期模式.UK37-SST在冰后期23.3～26.9℃;末次盛冰期22.2～23.8℃.末次盛冰期时古温度比目前平均低4.7℃,南海北部季节性温差冰后期在4.5～7.0℃;末次盛冰期在7.0～9.0℃,远远超过同一纬度太平洋季节温差.末次冰期以来在气候降温的同时,伴有海平面下降,气候的冷暖交替对海平面变化具有决定性的控制意义.     

西太平洋边缘MIS6期以来钙质超微化石的氧同位素记录及其古海洋学意义

对西太平洋边缘不同纬度带的WP7、Ph05-5和Z14-63个柱状岩心进行了超微化石氧同位素分析。结果表明,MIS6期以来这3个岩心中超微化石δ18O值都呈现明显的冰期-间冰期旋回变化特征,冰期δ18O平均值重于间冰期(Z14-6岩心倒数第二次冰期旋回除外),这与冰期时表层海水温度低于间冰期相对应。MIS6—1期超微化石δ18O平均值从WP7岩心到Ph05-5岩心再到Z14-6岩心依次变重,对应于3个岩心所在海区位置年平均SST依次降低。同一岩心样品中浮游有孔虫温跃层种Neogloboquadrina dutertrei δ18O平均值重于超微化石δ18O平均值,这与超微化石和浮游有孔虫N.dutertrei δ18O值各自所代表的不同水层温度特征相吻合。MIS6期以来从WP7岩心到Ph05-5岩心再到Z14-6岩心,超微化石与浮游有孔虫N.dutertrei δ18O平均值之间的差值越来越小,这与3个岩心所在位置上部水体扰动越来越强对应。WP7和Ph05-5两个岩心中超微化石和浮游有孔虫N.du-tertrei氧同位素差值与超微化石下透光带属种Florisphaera profunda百分含量变化特征共同表明MIS6期以来西太平洋暖池核心区和西菲律宾海黑潮源区的温跃层间冰期比冰期深。     

冲绳海槽南部两万年来碳酸盐溶跃面的变迁

对冲绳海槽南部表层沉积和晚第四纪沉积柱状样中百余个样品进行了浮游及底栖有孔虫、翼足类等微体化石定量分析。通过表层沉积样品中底栖有孔虫占有孔虫全群比例、底栖有孔虫群中胶结质壳比例、浮游有孔虫碎壳率和浮游及底栖有孔虫丰度等多种标志的水深变化,确定冲绳海槽现代的碳酸盐溶跃面位于水深１５００～１６００ｍ处。进而,在高分辨率地层学基础上,检验这些指示溶解作用的标志和翼足类丰度等在柱状样中的变化,结果发现末次冰期冲绳海槽碳酸盐溶解作用显著减弱,碳酸盐溶跃面和文石补偿深度急剧变深;至冰后期碳酸盐溶解作用又急剧增强,溶跃面和文石补偿深度又变浅至与现代相当的位置。这些变化与南海等西太平洋其他海区的特征相一致。     

东海陆架HY126EA1孔有孔虫壳体的氧、碳同位素记录

东海陆架HY126EA1孔有孔虫壳体氧同位素组成具有明显的阶段性变化.通过与深海氧同位素组成曲线对比,可将氧同位素组成变化分为5期,分别对应着冰消期、末次冰期极盛期、末次冰期间冰段、末次冰期初期和末次间冰期.碳同位素组成的变化与氧同位素组成的变化基本一致.δ18O和δ13C的相关性在不同气候期存在明显差异,主要受陆源水和海水交换复杂程度的控制.     

南海南部浮游有孔虫氧碳同位素记录的末次冰期以来古环境变迁

以南海南部86GC沉积物柱状样为研究对象,通过对浮游有孔虫氧、碳同位素组成和AMS14C测年的研究,初步确定该柱状样包含了氧同位素3期晚期以来约31 400 a的沉积。结合浮游有孔虫组合和沉积物地球化学记录,分析认为,研究区域末次盛冰期发生于大约29~19 kaBP,其中又以28~26 kaBP为顶峰时段;在大约21~20 kaBP之间,可能有过一次短暂的海平面快速上升事件。单从δ18O记录来看,全新世南海南部的气候和古海洋环境似乎保持着较为稳定的状态,但期间δ13C及其他一些古气候指标却记录了多次回返性事件,反映出由于冬季风的短暂加强,导致全新世该区域气候环境在总体适宜的背景下仍然具有不稳定性。     

南海南部NS93-5柱样揭示的晚第四纪以来的古海洋学特征

由南海南部海区NS93 - 5柱样的浮游有孔虫氧同位素地层学和浮游有孔虫分析结果获得的古环境参数 ,揭示了距今 1 90ka以来南部海区受西太平洋热带水的影响 ,以及南沙海区表层水和苏禄海变性水的变化历史 ;在末次盛冰期碳酸盐含量较低 ,但是碳酸盐含量的最低值出现在氧同位素 4期 ;表层水体的含氧量呈现为间冰期大于冰期 ,而古生产力的变化则为冰期大于间冰期 ;依据氧同位素和浮游有孔虫特征分析结果 ,建立了南部海区距今 1 90ka以来的古气候演变序列。     

南海南部NS93—5柱样揭示的晚第四纪以来的古海洋学特征

由南海南部海区ＮＳ９３－５柱样的浮游有孔虫氧同位素地层学和浮游有孔虫分析结果获得古环境参数,揭示了距今１９０ｋａ以来南部海区受西太平洋热带水的影响,以及南沙海区表层水和苏禄海变性水的变化历史;在末次盛冰期碳酸盐含量较低,但是碳酸盐含量的最低值出现在氧同位素４期;表层水体的含量呈现为间冰期大于冰期,而古生产力的变化则为冰期大于间冰期;依据氧同位素和浮游有孔虫特征分析结果,建立了南部海匹距今１９０ｋａ     

西北冰洋北风脊氧同位素5期以来的水体结构变化:来自有孔虫组合及其氧碳同位素的证据

通过分析采集自北风脊的ARC3-P37岩心中有孔虫组合和浮游有孔虫氧碳同位素的变化,旨在反映深海氧同位素(MIS)5期以来西北冰洋水团和洋流系统对气候变化的响应。ARC3-P37中有孔虫丰度的大量增加可能反映了北太平洋水向西北冰洋的输入。有孔虫组合中浮游有孔虫Neogloboquadrina pachyderma(sin.)(Nps)占90%以上。底栖有孔虫组合以深水种Cibicidoides wuellerstorfi和Oridorsalis umbonatus为主,反映了主要受北极深层水和底层水影响的沉积环境,冷期大西洋水种Cassidulina neoteretis的出现反映了中层水下沉。Nps-δ13 C总体来说在暖期较重,反映较高生产力和海汽交换。而Nps-δ18 O受其生活习性迁移、水温变化、盐跃层深度变化、融冰作用的影响复杂多变,总体在冷期偏重,反映海冰环境,但在受融冰影响阶段反映为轻值。在MIS3期褐色层B2b之上,MIS1和MIS3期的Nps-δ18 O受到海水变暖和融冰水影响偏轻;而在B2b及其下部,暖期Nps-δ18 O偏重可能反映了盐跃层变浅和Nps生活习性向深部迁移。