楚科奇海与白令海表层沉积中的钙质和硅质微体化石研究

通过对北冰洋楚科奇海和令海41个表层沉积样品中的有孔虫、介形类等钙质微体化石和硅藻、放射虫、海绵骨针等硅质微体化石的定量分析，发现表层沉积中浮游有孔虫几乎缺失，这可能与该区表层生产力相对低、碳酸盐溶解作用较强有关，而底栖有孔虫和硅质微体化石的丰度分布则明显受表层沉积物类型、表层初级生物生产力和碳酸盐溶解作用所控制。其中，北冰洋楚科奇海陆架区有孔虫丰度和分异度低，含少量浅水介形类，放射虫在陆架浅水区缺失，但含有较多硅藻和海绵骨针等其它硅质微体化石，反映该区由于海冰、表层海水温度较冷而导致表歧初级生产力相对低。白令海陆坡区底栖有孔虫丰度比较科奇海高一个数量级，底栖有孔虫分异度也相对高，硅藻、放射虫、海绵骨针等硅质微体化石的丰度与钙质化石一样，其丰度比楚科奇海明显高，反映表层初级生产力相对高。根据白令海陆坡区底栖有孔虫和硅质微体化石丰度、底栖有孔虫胶结质壳比值的水深变化，推测该区碳酸盐溶跃层和补偿深度（CCD）相对浅，分别位于水深2000m和3800m处。     

中太平洋海盆碳酸钙溶解带及其特征

本文通过对不同水深区沉积物中组分、生物面貌、矿物、ＣａＣＯ３含量和碳酸钙溶解率等特征的分析和对比，把本区碳酸钙溶解深度带划分为碳酸钙溶跃面（小于３７００ｍ）、弱溶带（３７００～４８００ｍ）、强溶带（４８００～５２００ｍ）和全溶带（大于５２００ｍ）。提出本海域碳酸钙补偿深度界面约在５２００ｍ。文中还阐述了不同碳酸钙溶解带及其沉积物特征，认为造成这种特征的主要原因是随着水深变化碳酸钙溶解程度不同以及与南极底层流等因素的影响有关。     

东太平洋海盆多金属结核生长历史的重建

依据多金属结核ＣＣＣ１４剖面上Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ的含量和有关的公式，本文计算该结核生长过程中瞬时生长速率和Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ的瞬时通量，并在结核中建立时间标尺，划分和对比结核生长阶段，重建结核ＣＣＣ１４８．７９３Ｍａ，Ｂ．Ｐ．以来的生长历史。研究结果表明，采用由铁、锰含量计算结核生长速率的公式，可详细了解结核生长过程，并能识别与提取强核中古海洋信息记录。     

南海东部海盆海山磁性对比

根据 1 980年～ 1 987年在南海海盆进行地球物理调查获取的海山地形和地磁异常资料 ,运用虚源法 ,对南海东部海盆区域的 9座海山作了磁性计算及对比。结果表明 :(1 )每座海山非均匀磁性反演的磁异常形态比均匀磁性反演的磁异常形态更接近观测异常 ,海山为非均匀磁化。 (2 )每座海山的非均匀磁化计算的拟合度参数值 (GFR值 )大于均匀磁化计算的拟合度参数值 (GFR0 值 ) ,平均每座海山增加 3 .7。 (3 )海山形成后均向北运移 ,位于东部海盆北侧的5座海山沿纬向位移的平均距离为 9.2 1°,南侧 4座海山沿纬向位移的平均距离为 3 .6 7°;海山均呈逆时针旋转 ,但旋转的角度存在区域性差异 ;东部海盆的运移方式与东邻的吕宋岛、西菲律宾海盆和台湾岛相一致。 (4)海山的磁化强度呈明显的分区性 ,北侧 5座海山的磁化强度大于南侧 4座海山的磁化强度 ,推测东部海盆形成过程中整体向北运动     

2001年冬春转换期间南海东北部水文和环流特征

根据2001年3月份南海东北部航次调查温、盐资料,分析了2001年冬末春初南海东北部温、盐结构和环流的特征.分析结果表明:观测期间南海东北部环流主要受一次海盆尺度气旋型冷环流支配,冷环流呈现双核结构,垂向尺度接近1000 m.吕宋海峡内侧断面的水交换在600 m以浅海水流入南海,在断面南部(20°N以南)中层和深层有流出,断面法向地转流向西净输运量为6.9×106m3/s;直接的黑潮入侵不超过120.5°E,但有部分的黑潮水沿陆坡达到台湾岛西南部海域,并更有一部分逸入东沙岛以西海域,与南海水混合变性.     

鲍威尔海盆的重磁场特征及其构造意义

鲍威尔海盆位于南极半岛东北和南奥克尼微大陆之间,是南半球典型的高纬度边缘海。通过搜集鲍威尔海盆的相关重磁资料、历史文献,以及总结前人的相关研究成果,介绍了鲍威尔海盆的重磁场基本特征以及张开历史。结果表明鲍威尔海盆中部存在着约NW30°方向倾斜的埋藏扩张中心,两侧残存基底高地,在靠近陆架边缘存在着裂谷海盆。根据线性的对称磁异常分布模式及年代的限定,鲍威尔海盆的扩张历史可以被重建为40 Ma的闭合期,29.7 Ma的断裂后期,27 Ma的中脊扩张时期。     

北极冰海耦合模式对两种不同大气再分析资料响应的分析

本文中我们比较了Climate Forecast System Reanalysis(CFSR)高分辨率的再分析数据集和低分辨率的Japanese 25-year Reanalysis Project(JRA25)再分析数据集在向下短波辐射、向下长波辐射、10m风场、近地面气温、降水、湿度上的不同,发现二者差异最大的为降水数据,其次为向下短波辐射数据、向下长波辐射数据。用这两个数据集驱动同一冰海耦合模式,CFSR强迫的海冰、北冰洋中层水和加拿大海盆温盐结构与实测相比有很大差距,等密度面上的地转流速在加拿大海盆和欧亚海盆比JRA25强迫的结果高20%,同时等密度面的深度偏深、位温偏高,在弗拉姆海峡的流通量也比海洋再分析数据Simple Ocean Data Assimilation(SODA)偏多。CFSR的向下辐射数据更加接近实测,采用此数据的敏感性实验模拟结果与实测符合的更好。对于海冰的模拟,云量起着至关重要的作用,降水带来的淡水通量通过影响大西洋入流水携带的热量进而影响到冰区。此外,CFSR过量的降水也是二者对于北冰洋温盐结构、弗拉姆海峡流通量以及地转流强度模拟产生偏差的主要原因。尽管风场的分辨率不同,在海盆尺度上对于海冰和海水温盐结构的影响并不大。     

西北太平洋楚科奇海沉积物-水界面营养盐输送通量估算

陆架区沉积物间隙水的营养盐再生是水体营养盐补充的重要途径之一。楚科奇海陆架区中部沉积物间隙水中的营养盐分布,是物理和生物扰动较弱状态下的沉积物-水界面的典型分布。本文对中国第4次北极科学考察采集的4个多管短柱沉积物样品及多管样站位的上层水样进行分析,得到沉积物间隙水、上覆水以及水柱中营养盐数据。结果表明,沉积物间隙水各营养盐浓度均先随沉积深度增加而呈指数快速升高,记为Ⅰ层;然后进入沉积物再矿化作用与营养盐移出速率相互抵消的稳定变化层,营养盐浓度在该阶段基本不变,记为Ⅱ层;最后是营养盐缓慢递减层,记为Ⅲ层,由于该层有机质降解作用耗尽氧气,NO-3和PO3-4被还原细菌利用而失去氧离子。通过双层模式和Fick第一扩散定律,计算得出楚科奇海沉积物-水界面硅酸盐、磷酸盐和硝酸盐的扩散通量分别为1.660mmol/(m2·d)(以Si计量)、0.008mmol/(m2·d)(以P计量)、0.117mmol/(m2·d)(以N计量)(以R06站为例)。四个调查站位沉积物中硅酸盐的扩散通量分别为3.101mmol/(m2·d)(以Si计量,CC1站)、1.660mmol/(m2·d)(以Si计量,R06站)、1.307mmol/(m2·d)(以Si计量,C07站)、0.243mmol/(m2·d)(以Si计量,S23站),含量呈现明显的纬度分布特征。沉积物间隙水N*的分布表明,楚科奇海沉积环境具有很强的反硝化过程,沉积物脱氮作用是硝酸盐一个重要的汇。     

2010年马卡罗夫海盆冰站观测期间垂向热通量时间变化研究

Based on hydrographic data obtained at an ice camp deployed in the Makarov Basin by the 4th Chinese Arctic Research Expedition in August of 2010, temporal variability of vertical heat flux in the upper ocean of the Makarov Basin is investigated together with its impacts on sea ice melt and evolution of heat content in the remnant of winter mixed layer(r WML). The upper ocean of the Makarov Basin under sea ice is vertically stratified. Oceanic heat flux from mixed layer(ML) to ice evolves in three stages as a response to air temperature changes, fluctuating from 12.4 W/m2 to the maximum 43.6 W/m2. The heat transferred upward from ML can support(0.7±0.3) cm/d ice melt rate on average, and daily variability of melt rate agrees well with the observed results. Downward heat flux from ML across the base of ML is much less, only 0.87 W/m2, due to enhanced stratification in the seasonal halocline under ML caused by sea ice melt, indicating that increasing solar heat entering summer ML is mainly used to melt sea ice, with a small proportion transferred downward and stored in the r WML. Heat flux from ML into r WML changes in two phases caused by abrupt air cooling with a day lag. Meanwhile, upward heat flux from Atlantic water(AW) across the base of r WML, even though obstructed by the cold halocline layer(CHL), reaches0.18 W/m2 on average with no obvious changing pattern and is also trapped by the r WML. Upward heat flux from deep AW is higher than generally supposed value near 0, as the existence of r WML enlarges the temperature gradient between surface water and CHL. Acting as a reservoir of heat transferred from both ML and AW, the increasing heat content of r WML can delay the onset of sea ice freezing.     

中太平洋海盆多金属结核分布及其与CC区中国多金属结核开辟区多金属结核特征对比

在综合分析航次调查资料的基础上,总结了中太平洋海盆多金属结核的矿产资源特征与分布规律,并与CC区中国多金属结核开辟区结核特征进行对比。结果发现:CP区多金属结核以S型水成成因为主,具有较高的丰度与覆盖率,但品位较低;而CC区结核S型(西区)、S+R型、R型(东区)三者均有,以混合成因和成岩成因为主,尽管丰度、覆盖率稍低,但品位较高。多金属结核中锰相矿物差异、表层沉积物类型及南极底流的影响是造成两区多金属结核差异的主要因素。