南极无冰区典型沉积环境石英砂表面结构特征及其在沉积环境识别中的应用

本文利用电镜扫描方法 (SEM)对比分析了南极乔治王岛无冰区海滩沉积、冰碛物以及阿德雷岛湖泊沉积等典型沉积环境中的石英砂表面结构特征 ,得出了乔治王岛各典型沉积环境中石英砂表面结构特征的颗粒频率曲线。结果表明 :不同沉积环境下的石英砂颗粒表面结构特征具有相似性 ,这主要和南极地区广泛发育的冰川作用有关 ,同时 ,它们也有各自典型的特征组合 ,这些典型特征组合的不同反映了石英砂后期的搬运历史和沉积环境的差异。本文还依据石英砂表面特征的颗粒出现频率 ,利用聚类分析方法对研究区内三级海岸阶地上的沉积物和一个未知成因的样品进行了沉积环境的判别分析 ,结果证明石英砂微形貌特征可以作为南极地区沉积环境识别的有效手段     

南极菲尔德斯半岛六种藻类和地衣植物的X荧光分析

为了研究南极的植物与环境间的关系 ,探讨植物在南极环境监测中的作用 ,在无标样条件下 ,利用微束 X荧光分析法对南极菲尔德斯半岛的 6种藻类和地衣植物进行了元素分析。其中藻类植物有孔石莼 (Ulva pertusa)、海膜 (H alymenia sp.)和大型鞘丝藻 (Lyngbya major) ,地衣植物有筛石蕊 (Cladonia borealis)、喇叭石蕊 (C.fimbriata)和松萝 (Usnea sp.)。研究结果发现 ,不同的藻类植物对各种元素的吸收能力不同 ,在 XRF(X射线荧光 )谱中 ,孔石莼比海膜含有更多的元素 ,象 As、Br和 Rb,Cu和 Zn的含量也较高。在大型鞘丝藻中 ,K比 Ca少 ,Zn的含量较高。在 3种地衣植物中 ,其 XRF谱中的元素种类组成非常相似 ,只是 Mn、Fe、Cu和 Zn等元素的相对含量有些差异     

南极无冰区古海蚀龛沉积──古环境研究的新材料

首次在西南极菲尔德斯半岛长城站地区发现了保存完好的古海蚀龛沉积物 ,研究表明它是后期冰水湖泊沉积环境下的产物 ,该沉积剖面的形成环境反映了本地区距今 46 0 0年以来地貌演化、冰盖进退与古气候的演化过程。古海蚀龛沉积剖面的发现 ,为目前主要基于湖泊沉积物、海洋沉积物及冰芯等进行的南极无冰区古环境研究领域 ,提供了一种新的研究载体。     

南极松散沉积物粒度分形研究

利用分形理论, 研究了南极纳尔逊冰盖前缘发育的沉积物、风成沉积物及湖泊沉积物的粒度分布分形结构特征. 结果表明: 不同沉积环境下的沉积物粒度分形结构具有明显的差异, 冰盖前缘沉积物具有显著的分形结构特征, 而湖泊沉积物和风成沉积物不具有分形结构特征, 这为识别南极地区松散沉积物沉积环境提供了一种新的判别依据. 对纳尔逊冰盖前缘沉积物粒度分维特征的研究结果表明, 其粒度分布主要与冰川搬运的动力学过程有关, 分维值的大小与当时形成沉积物的动力学过程、沉积环境、冰盖进退及古气候环境的演化密切相关.     

1999年和2000年夏季南极菲尔德斯半岛N_2O浓度对比

1999与 2 0 0 0年夏季对南极菲尔德斯半岛不同地点大气中 N2 O浓度进行了监测 ,分析了苔藓植被区 N2 O浓度季节变化特征 ;2 0 0 0年夏季该植被区 N2 O浓度均值为 ( 31 0 .7± 4.4)×1 0 - 9(体积百分比 ) ,比 1 999年的 ( 32 1 .9± 3.3)× 1 0 - 9约低 1 1× 1 0 - 9;阿德雷岛企鹅滩及其沙坝处N2 O浓度变化趋势与苔藓植被区相一致 ,浓度均值分别为 ( 31 2 .4± 5 .1 )× 1 0 - 9和 ( 31 2 .7± 5 .3)× 1 0 - 9,比 1 999年约低 9× 1 0 - 9;另外 ,不同地点大气中 N2 O浓度普遍比 1 999年低 ,但整体变化规律相似 :各考察站区 N2 O浓度普遍高于无人区 ;唯一例外的是企鹅聚集区 N2 O浓度却高于各考察站区 ,暗示了企鹅及其排泄物、人为源是南极大气中 N2 O主要的源。本文初步探讨了 N2 O浓度异常降低的原因     

Summertime Surface N_2O Concentration Observed on Fildes Peninsula Antarctica:Correlation with Total Atmospheric O_3 and Solar Activity

Three-year summertime surface atmospheric N2O concentrations were observed for the first time on the Fildes Peninsula, maritime Antarctica, and the relationships among the N2O concentration, total atmospheric O3 amount, and sunspot number were analyzed. Solar activity had an important effect on surface N2O concentration and total O3 amount, and increases of sunspot number were followed by decreases in the N2O concentration and total O3 amount. A corresponding relationship exists between the N2O concentration and total atmospheric O3, and ozone destruction was preceded by N2O reduction. We propose that the extended solar activity in the Antarctic summer reduces the stratospheric N2O by converting it into NOx, increases the diffusion of N2O from the troposphere to the stratosphere, decreases the surface atmospheric N2O, and depletes O3 via the chemical reaction between O3 and NOx. Our observation results are consistent with the theory of solar activity regarding the formation of the Antarctic O3 hole.     

北极新奥尔松地区现代污染源及其指示植物研究

分析了采自北极新奥尔松(Ny-lesund)(78°55′N,11°56′E)煤矿开采区水平剖面12个点位上的三种苔原植物Dicranumangustum(苔藓类植物)、Puccinelliaphryganodes(穗状植物)和Salixpolaris(管状植物)及土壤中10种重金属(Hg、Pb、Cd、Cu、Zn、Ni、Fe、Mn、As、Se)及S、TOC的含量。结果显示采矿过程中煤层的暴露是本地区的Hg、Cd、S污染的主要来源。三种分布最广泛、数量最多的苔原植物中苔藓植物Dicranumangustum对重金属元素具有最大的富集能力,位于矿区的Dicranumangustu体内污染元素含量显著高于非矿区部分,这也说明该水平剖面上的元素污染是由当地煤矿开采导致的。同时发现,Dicranumangustum体内元素积累和土壤中元素浓度之间沿水平剖面的变化趋势较一致,能较好地反映本地区的污染状况,可以作为污染监测和指示植物。从全球区域对比来看,北极新奥尔松苔藓体内污染水平显著低于邻近的北欧等工业区,但却是北极地区Hg、Cd和S污染最严重地区,同时也比南极地区高。     

企鹅粪土层中石英砂表面的化学溶蚀形貌及实验模拟

利用电镜扫描的方法分析了南极阿德雷岛Y2湖企鹅粪土沉积层中石英砂微形貌的特征,发现在企鹅粪含量高的沉积层中石英砂表面具有明显的碗状溶蚀坑等化学溶蚀特征,这一溶蚀特征在Y2湖企鹅粪含量低的沉积层和研究区的其他未受企鹅粪影响的沉积环境中均未明显出现。为了揭示这一特殊化学溶蚀现象的作用机制,根据Y2湖企鹅粪土沉积层自然沉积环境,通过条件实验确定在实验室内使用酸性较高的氟溶液(1mol.L-1HF溶液)对石英砂进行溶蚀实验,通过对比分析发现,实验室模拟条件下可以得到与企鹅粪土沉积层中石英砂相近的表面微形貌特征,这表明它们是在相似的过程中形成的。企鹅粪土沉积层酸性高氟环境中可能存在的HF酸化学溶蚀作用是形成企鹅粪土层中石英砂表面特有溶蚀坑的主要原因。在南极特殊的自然条件下碗状溶蚀坑与企鹅粪之间存在一定的因果关系,从而使石英砂的表面微形貌分析成为南极企鹅生态研究的一种新的辅助手段。     

An assessment of variations in mercury deposition to Antarctica over the past 34,000 years

We performed a comparison analysis of the variations .in Mercury ( Hg) concentrations and the precipitation proxies ( e. g. , 18 O values and 10 Be concentrations) in the Dome C ice core. The results showed that there were significant correlations between Hg and δ 10O values, 10Be concentrations, indicating that the accumulation rate in Dome C is one of the key factors controlling the variations of Hg concentrations in the past 34 ,000 years, and implying that Hg concentrations in ice core can be used as another reliable proxy of precipitation rate in Antarctica. Based upon the high-resolution δ 18O values, we estimated the variations in mercury deposition flux to Antarctica over the past 34,000 years. The highest mercury deposition flux is about 3. 80 pg cm-2 yr-1 during the Last Glacial Maxium (LGM) as high as 3. 5 times of the mercury deposition flux ( about 1. 08 pg cm -2 yr -1) in Holocene due to the fluctuations in natural mercury emissions such as the oceanic biological emissions.     

SR-XRF analysis of Polytrichum in the Fildes Peninsula,Antarctica

In order to study the element contents and distribution of various mosses collected in the Antarctica, we analyzed the heavy elements of 3 species of Polytri-chum in the Fildes Peninsula, P. alpinum, P. juniperinum and P. alpestre, by synchrotron radiation X-ray fluorescence ( SR-XRF). The result shows that the elements, such as K, Ca, Mn, Fe, Cu, Zn and Sr, are nearly the same in Potytrichum. The peak intensity of K is higher than that of Ca, and the peak intensity of Ca is higher than that of Fe in P. alpinum. In P. juniperinum, the peak intensity of K is higher than that of Ca, and the peak intensity of Ca is close to that of Fe. The peak intensity of K is nearly equal to those of Ca and Fe in P. alpestre. Therefore, the habitats of 3 species of Polytrichum are similar in the Fildes Peninsula. By XRF analyzing of different parts of P. alpestre, we found that the peak intensities of relative concentration of elements are obviously different. The peak intensity of K in apical-bud is the highest in orga