海洋铜锌同位素地球化学研究进展

铜锌是海洋浮游生物生命活动所必需的微量营养元素,其含量和同位素能够对相关海洋生物—物理—化学过程进行示踪和定量分析,是国际地学重大研究计划"GEOTRACES"的核心研究内容之一.总结和评述了近年来海洋铜锌同位素的最新研究成果和研究现状,归纳出以下认识:①生物吸收、颗粒物吸附和有机质络合等不同海洋过程会使海水溶解铜锌同位素产生分馏,从而对同位素组成的纵剖面分布特征造成影响;②现代海洋主要铜锌输入、输出端元同位素组成及通量的研究已日趋成熟,但仍存在潜在的铜锌源汇尚未被发现;③铜锌对海洋气候环境变化极为敏感,其同位素组成经常被广泛应用于古海洋气候环境变化等方面的示踪.未来还需在优化铜同位素组成的分析测试方法、探究海洋铜锌的潜在源汇以及生物碳酸盐等海洋载体铜锌同位素分馏机理等方面开展进一步工作,并有望在碳循环、地球气候重大演变和海洋环境污染的示踪应用等方向取得突破.     

香港西贡滨珊瑚REE的地球化学特征及其与海平面变化的关系

用ICP-MS技术测定了位于珠江口西岸香港西贡滨珊瑚在1991～2002年(分辨率达到0.5a)的稀土元素(REE)含量。实验结果显示香港滨珊瑚REE具有Ce负异常、重稀土富集这种典型的海水相分布模式。香港滨珊瑚中REE含量处于目前已见报道中的高值范围,与巴布亚新几内亚珊瑚的REE含量相当。通过与不同地区的比较,香港珊瑚高REE含量很可能就是毗邻的珠江水体高REE的直接反映,而且同南海北缘半封闭边缘海的性质有关。香港珊瑚REE的来源主要为珠江口及其相邻的陆缘沉积物。此外,1991～2002年香港珊瑚REE含量年际下降趋势十分明显,Ce负异常和重稀土富集的程度也呈加剧的趋势,分布模式向海水相转化。REE含量与海平面的年际变化之间有显著的负相关关系(r=-0.7～-0.9),而且重稀土与海平面的相关系数优于轻稀土。上述结果揭示了热带滨珊瑚对近期全球变暖、极冰融化和海水膨胀所引起的海平面快速上升的响应。     

热带珊瑚的高分辨率环境信息与全球变化研究进展

星罗棋布的热带珊瑚作为海洋环境的信息载体，具有分辨率高、时间跨度大、记录连续完整、体系封闭性好、蕴涵的信息丰富、可选择的代用指标多、测定简便和易于定年等特点。珊瑚有效地记录了全球环境变化的诸多信息，已成为研究过去（如末次间冰期以来）和近代（如数十至数百年以来）的气候—环境变率和可预测性（PAGES CLIVAR）领域重要的环境载体。以全球变化为背景，对近年来珊瑚环境代用指标的研究成果进行评述。重点讨论了珊瑚氧同位素和微量元素比值等指标在海表温度（SST）变化、海气交换程度、季风强弱、厄尔尼诺—南方涛动（ENSO）发生的频率和强度，以及它们之间的相互作用等全球变化的核心问题上的研究进展，并展望了南海珊瑚在高分辨率全球变化研究中的地位与方向。     

海南岛近岸滨珊瑚稀土元素的年际变化与海平面等因素的相关性探讨

用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定了海南岛东部龙湾滨珊瑚1981-1996年稀土元素(rare earth elements, REE)的年际含量.结果表明龙湾珊瑚的REE元素含量呈现明显的年际下降趋势.线性回归显示,在年际的分辨率下,龙湾珊瑚REE同海平面呈显著的负相关关系,相关系数达到 -0.5--0.8.龙湾珊瑚REE含量与降雨量、径流量、海表温度(SST)以及珊瑚自身的生长率和钙化率的相关性不显著.分析表明,当海平面快速上升时,河口附近珊瑚受到来自河流的陆源物质影响减弱,海平面上升是控制该区域珊瑚REE含量年际变化的主导因素.南海是西太平洋最大的半封闭边缘海,通过珊瑚的REE记录,有利于开展海平面的重建工作,增进我们对过去数百年来海平面的变化序列以及全新世时期亚轨道尺度海平面变化的幅度、周期以及变化机制的理解.     

南海全新世大暖期海表水的高酸性证据

利用正热电离质谱高精度测定了南海化石珊瑚样品的δ¹¹B 比值,定量地重建了中晚全新世以来南海海表水的pH值。结果显示南海海表水pH值并不像预先设想的那样稳定。其中古海水pH值最低为6100aB.P.前的7.91;   最高为4300aB.P.前和1200aB.P.前的8.29。南海海表水pH值从全新世大暖期开始,整体上呈缓慢增加趋势,而到现代以后明显下降。珊瑚δ¹¹B记录表明南海海表水在中晚全新世有两个高酸性的时期,一个发生在全新世大暖期,一个为现代。全新世大暖期时南海出现的高海平面、偏强的东亚夏季风和偏弱的冬季风可能是导致其海表水出现高酸性的原因。现代南海海表水pH值显著偏低,背离了中晚全新世以来南海海表水pH值逐渐增加的趋势,这很可能说明人类大量排放的CO₂确实改变了南海海表水自然变化的规律,南海在变酸。     

南海北部夏季沿岸上升流近百年的强度变化

用全谱直读ICP-AES技术测定了海南岛东部（琼东）沿岸上升流区域滨珊瑚1906—1996年的Sr／Ca比值。结果显示珊瑚Sr／Ca比值重建的琼东海域的夏季海表温度偏低,强烈地受到东亚夏季风引起沿岸冷上升流的影响。结合西沙海域的滨珊瑚海表温度记录,首次重建了1906～1993年琼东沿岸风生上升流的强度指数变化序列。结果表明琼东上升流于1906～1993期间整体呈加强趋势,并具显著的年代际波动特征,同全球趋暖密切相关。此外,重建的上升流强度指数序列还揭示了大尺度环流——厄尔尼诺一南方涛动对琼东上升流强度变化的制约。     

海南岛东部海域滨珊瑚Sr/Ca比值温度计 及其影响因素初探*

文章采用全谱直读等离子体原子发射光谱(ICP-AES)的方法测定了1986~1996年海南岛东部海域滨珊瑚的Sr/Ca比值,建立了该海域月分辨率的Sr/Ca海水表面温度计方程:SST(℃)=170-16 (mmol/mol),n = 133,r=0.80,p=0.01, 此与韦刚健等在西沙海域建立的温度计方程:SST(℃)=169-16.7 (mmol/mol)一致,这表明南海中、北部海域也出现有相似的微量元素温度计。此外,文章还分析了在某些年月份SST的实测值和计算值出现的显著差别,探讨了可能造成的海洋气象环境因素。     

地球大气~(14)C历史含量变化新成因

<正>长久以来,地球历史时期大气14 C含量的异常变化都被单一归结为宇宙射线强度的变化,如太阳耀斑[1]和超新星爆发[2]等引起的14 C含量增加。2012年日本科学家在日本的雪松树轮中发现在公元774年14 C含量一年之内突然增加1.5%[3]。导致如此幅度的变化需要的射线强度需要正常射线变化10~20倍,无法用传统的太阳质子事件(a large solar proton event-SPE)或者γ射线流来解释。中国科学院广州地球化学研究所,中国科学技术大学,台湾大学,中国科学院地球环境所,中国科学院自然科学史研究所和北京大学合作研究团队,通过高分辨率的珊瑚14 C、碳氧同位素、高精     

珊瑚钙化流体化学和珊瑚钙化率下降机制研究新进展

珊瑚礁的生态和经济功能依赖于珊瑚虫快速钙化所形成的文石碳酸钙骨架结构.近几十年来全球大面积珊瑚钙化率的下降虽然被认为同海洋变暖和酸化密切相关,但确切原因尚未得到证实.尤其是珊瑚碳酸钙骨骼不是直接从海水中钙化,而是在细胞包裹的半封闭、微米级厚度的钙化流体中沉淀,为相关研究带来极大困难.硼同位素-硼钙元素比体系是最近几年发展起来的研究珊瑚钙化流体化学的地球化学新手段.本文介绍了这一体系重建珊瑚钙化流体碳酸盐参数:pH、溶解无机碳(DIC)和CO32-的基本原理和可靠性,重点评述了该体系在珊瑚钙化流体重建和钙化率变化机制研究中的现状和最新研究成果,以及有望取得突破的方向.     

海南岛龙湾港滨珊瑚重金属含量的年际变化

采用等离子体原子发射光谱(ICP AES)技术,测定了1986—1997年海南省琼海市龙湾港(19°20′N、110°39′E)滨珊瑚中的Fe、Cu、Al、Ba、Zn、Mn、Cd、Ni 、Cr重金属含量。结果表明,1993 年珊瑚中 Fe的含量高出其平均值的1.03倍,受到了较明显的Fe污染。另外,珊瑚中的Fe含量在1994、1995年,Cu在1986年,Mn在1993年,Zn在1995年的含量高出各自平均值的0 5~1倍,受到相应重金属的轻微污染。然而,与广东省电白县大放鸡岛滨珊瑚、南沙珊瑚礁沉积物中的重金属含量相比,龙湾港在近12年中海洋珊瑚受重金属的污染不显著。运用多元统计的分析方法,探讨了重金属之间、重金属与降雨量和径流量之间的相关性,并对重金属的污染来源提出一些看法。