西太平洋807A孔的元素地球化学特征及其对中更新世气候转型期的记录

通过对ODP807A孔上部60.77m样品进行元素地球化学分析,揭示了晚上新世3.2Ma以来的沉积物元素含量变化特征。结果显示元素含量在中更新世过渡期均发生明显变化,具体表现为与陆源碎屑密切相关的元素含量下降,生物源元素含量显著上升,而同期物源区岩石类型没有发生明显变化。陆源元素含量的降低是由陆源碎屑含量降低导致的,反映出中更新世过渡期风搬运能力较弱。生物源元素含量的上升主要受生物生产力提高的影响。稀土元素总和(∑REE)的频谱分析显示了元素地球化学对中更新世气候转型的响应,即主导周期从41ka过渡到100ka。     

南海北部ODP 1144站颜色反射率揭示的千年尺度气候波动

南海大洋钻探ODP1144站钻孔长517m，代表近100万年来的沉积记录，其颜色反射率是所有岩心物理性质测试中分辨率最高的，平均约60年一个测值，最高可达年级尺度，是研究千年尺度气候变化的理想材料。通过对颜色反射率、浮游有孔虫氧同位素的小波分析及其与地球轨道参数ETP的交叉频谱分析，表明两者在轨道周期上的变化极为相似，都反映出约70万年以来100ka的偏心率周期明显占优；与格棱兰冰心的对比亦揭示了颜色反射率同样记录了冰期中的类似D／O事件。对此站的颜色反射率短周期的小波分析，揭示出了约3ka、约1．5ka的变化周期，这些周期不仅仅出现在冰期(如MIS2—4、6、8期等)，也出现在间冰期(如MIS15、17、19、25期等)和冰消期(如MIS11／12、15／16)，且在70万年以来冰期信号强、间冰期信号弱，而在70万年之前正好相反，这不仅说明间冰期内部气候也存在不稳定性，而且进一步说明了中更新世的气候转型事件。     

九江JL红土剖面记录的中更新世气候转型事件

粒度测试表明九江红土具风成特征。粉砂(4～63μm)为优势粒级,含量为66.20%～74.02%,富集风尘粒组。选择敏感粒组15～30μm作为气候代用指标,根据ESR测年和粒度年龄模型,建立JL剖面时间标尺,结果表明其沉积时代为2098.4～233.2kaBP,跨早、中更新世。下段网纹红土的沉积年龄为2098.4～441.5kaBP,上段棕黄色土的沉积时代为441.5～233.2kaBP。基于3PBase软件对234～2084kaBP期间气候周期的频谱分析,九江JL红土剖面记录了准100ka、准41ka和准30ka的地球轨道要素变化周期,并在734～784kaBP期间,气候周期发生了转型,由之前的准41和准30ka地轴倾斜率周期变成之后的准100ka地球轨道偏心率周期,这一信号响应了全球范围内中更新世气候转型事件。谱密度分析还表明剖面气候周期具复杂性,可能与东亚季风的非线性反馈机制有关。     

南海北部中更新世0.78～1.0 Ma期间的陆源碎屑粒度记录

南海北部陆坡大洋钻探计划(ODP)1144站的高速堆积体为高分辨率的古环境研究提供了良好的材料。通过分析1144站陆源碎屑的粒径分布,高分辨率地(200a)研究了中更新世气候转型期(0.78～1.0Ma)东亚夏季风演变在南海北部的记录。结果显示,陆源碎屑的粒径比值(3.5～8.2μm)/(9～23μm)可以作为东亚夏季风演化的替代指标,高值代表强盛的夏季风。这个比值指示了夏季风在920ka时突然增强,表明中更新世转型以夏季风突然增强为起点,此后夏季风处于不断加强和减弱的循环状态,说明了中更新世气候转型是一个渐变的过程。东亚夏季风演化的强弱与北半球夏季日射量基本呈线性关系,显示东亚季风演化的天文驱动机制。频谱分析发现,夏季风演化存在3.3ka和1.2ka左右的千年尺度周期,且在转型前后千年尺度周期也发生变化,说明中更新世的气候转型不仅表现在轨道尺度的气候周期变化上,也体现在千年尺度气候波动的特征变化上。     

海平面变化的速率

海平面变化速率可以从地质记录中识别 ,分为长期 ( <1 0 0 0ka)、冰后海侵期 ( 2 0～ 7ka)以及其后的对于现代海平面的调整期 ( >7ka)。另外 ,还有仪测的历史记录。1　 <10 0 0ka长期海平面变化的地质记录提供了一幅海平面自然波动的景象 ,表明海平面的变化是颤动的。深海沉积物的浮游有孔虫氧同位素( 1 8O/ 1 6O)比给出了冰期 /间冰期循环的大量海平面波动的证据 ,Vostok冰心提供了更为详尽的至少 4个循环的记录。这些周期大约为 1 0 0ka的循环已在东南澳大利亚地质记录和相关的氧同位素记录中识别出 ,这里的一系列滨岸沙坝的时代可追溯…     

中更新世气候转型期西太平洋暖池的表层海水温度和氧同位素变化

通过对大洋钻探(ODP)第130航次807站A孔井深12.54～16.38m沉积物中浮游和底栖有孔虫的稳定同位素δ18 O以及浮游有孔虫壳体的Mg/Ca测试,揭示了中更新世气候转型期(800～1 000kaBP)西太平洋暖池表层海水温度和氧同位素的变化。研究发现,中更新世时期ODP 807站的表层海水温度在25.1～30.9℃之间浮动,平均为28.4℃,接近现代暖池区实测温度值,冰期/间冰期之间的温度差值在1.5～5℃左右,与晚第四纪时的温差相近;同时,表层海水温度和底栖有孔虫氧同位素呈现同步变化的趋势,没有明显的超前或滞后的相位关系,区别于前人在暖池区的研究结果。间冰期时,表层海水温度上升伴随着温跃层变深、盐度降低,与现代西太平洋暖池La Ni珘na状态类似;冰期时则类似于El Ni珘no状态。中更新世气候转型期,西太平洋暖池的表层海水温度、温跃层深度变化受低纬热带驱动影响,都显示出强烈的岁差周期(16.8ka),而底层水氧同位素更多受到高纬的影响。     

深海碳酸盐岩心天然热释光变化特征

东北印度洋赤道90°E海岭和孟加拉扇MD81349,MD77181岩心记录了30万a来气候变化的历史.分析发现浮游有孔虫壳体(方解石晶体)的天然热释光变化与δ18O反映的冰川旋回存在着良好的一致性:天然热释光强度的增大与间冰期对应,降低与冰期对应.对MD81349岩心天然热释光时间序列的频谱分析结果显示热释光的显著周期为99,46,23,20和11ka,其中99,46,23,20ka分别与天文学周期中的地球轨道偏心率周期100ka,地轴倾斜度(黄赤交角)周期54,41ka,太阳辐射年度差异的岁差周期23,19ka接近,这表明地球冷暖交替与太阳辐射强度周期性变化密切相关,在不同海水温度条件下结晶形成的方解石晶体的热释光强度差异显著,因而有孔虫壳体积存的热释光能够反映地球气候的变化.     

全新世气候系统的突变及周期性

高纬冰心、海洋沉积物及陆相古气候沉积记录揭示了全新世冰后期(最近1万年以来)存在系列气候突变事件及百年—千年尺度的气候周期韵律,证实了在冰期-间冰期旋回大尺度气候背景下全球气候存在较大不稳定特征这一基本事实。全新世作为与人类文明衔接的最新地质时段,各国科学家针对全新世气候系统变化特征及驱动机制的研究不断取得新的进展,这些成果将为未来气候演化趋势预测提供重要的历史相似性。总结了近年来关于全新世气候系统的突变及周期性研究的一些成果,并进行了概略的评述和展望。     

川东北石笋记录的334～320ka夏季风变化与影响机制

间冰期气候是古气候研究中重点关注的内容之一。通过对川东北宋家洞石笋SJ5-6高精度~(230)Th定年和高分辨率氧同位素分析,重建了该地区334~320ka(MIS9)时期高分辨率夏季风气候变化历史。结果发现,SJ5-6记录的夏季风变化趋势总体上与亚洲季风区其他石笋记录相似,也与南极冰芯记录的温度变化基本一致,反映了在MIS9间冰期南半球高纬度地区温度变化可能对川东北地区的夏季风气候变化产生了重要影响。     

南海北部末次冰盛期晚期以来冰融水与气候事件记录:长链脂肪醇陆源输入指示

对南海北部陆坡Site4B站位末次冰盛期晚期至全新世(30~120cm)长链脂肪醇分布及碳同位素组成进行讨论,结果表明,长链脂肪醇碳优势指数(CPI,10.49~24.56)、平均碳链长(ACL,28.91~29.99)以及平均碳同位素组成(–28.85±0.97‰~–32.92±1.38‰)均反映了陆源C3植物来源,代表了沉积物中陆源输入。Site4B站位末次冰盛期末至晚更新世末(65~102cm,19.343~11.636ka BP)普遍较低的陆源输入均响应了大规模的冰融水事件19ka-MWP、MWP-1A、MWP-1B(melt water pulse,MWP)和暖气候事件(B/A事件),不具冰期/间冰期旋回变化特征。在末次冰盛期晚期(102~120cm)和全新世(30~60cm,10.490~约7.104 ka BP)陆源输入的旋回变化均反映了加强/减弱的冬季风/夏季风旋回变化,其中在末次冰盛期晚期记录一次冬季风最强事件,在早全新世至9.940ka BP记录一次夏季风最强事件。通过Site4B站位末次冰盛期末至晚更新世末(19.343~约11.636 ka BP)千年尺度陆源输入分布特征和全球冰期/间冰期旋回气候变化的对比,发现不具明确的区域对比性,可能受到低纬地区局地环境的作用所致。     

西太平洋暖池北部15万年以来的碳同位素低值事件

对取自西太平洋暖池北部的MD06-3052孔的浮游有孔虫表层种Globigerinoides ruber进行了稳定氧碳同位素测试与分析,在所建立的年龄模式基础上,揭示了该孔150 ka以来氧碳同位素的变化特征及其碳同位素低值事件的时间。结果表明,150 ka以来碳同位素总体上显示出逐渐变重的趋势,其变化不同于氧同位素,并未表现出冰期-间冰期尺度的变化特征,且全新世和末次间冰期碳同位素差异较大。在所识别出的6次碳同位素的低值事件中,除倒数第二次冰消期与岁差低值有相位差以外,其余均与岁差低值都有很好的对应。幅度较大的3次发生于冷期/暖期的过渡期,其中末次冰消期的碳同位素记录受到浊流的侵蚀作用,有部分缺失;该孔与其他海区记录的相似性进一步证实了3次冰消期的δ13C低值事件的普遍性。     

大西洋经向翻转环流对岁差响应的气候背景依赖性

大西洋经向翻转环流（Atlantic Meridional Overturning Circulation,AMOC）是气候系统重要的组成部分,其强度变化可直接影响南北半球的热量分配,厘清其变化机理对全球变暖背景下的未来预估至关重要。海洋沉积物记录发现,在晚更新世,AMOC的变化与地球岁差周期有紧密联系,但其物理机理尚不清楚。本文利用海洋-大气耦合气候模型—COSMOS(ECHAM5/JSBACH/MPIOM)模型,通过敏感试验,分析在冰盛期冷期和间冰期暖期气候背景下,AMOC对地球岁差变化的响应机理。结果表明：岁差降低引起的北半球夏季太阳辐射增强,会导致间冰期暖期背景下的AMOC显著减弱,但对冰盛期AMOC的影响并不明显。通过进一步分析发现,在间冰期暖期,夏季太阳辐射增强,造成高低纬大西洋海表的升温,同时促进北大西洋高纬度地区的局地降水,两者导致北大西洋表层海水密度降低,共同削弱大西洋深层水生成。而在冰盛期冷期,大西洋高低纬度地区的响应对AMOC的影响反向—副热带升温触发的海盆尺度低压异常,通过其南侧的西风异常削弱大西洋向太平洋的水汽输送,导致净降水增多,海表盐度下降;同时,高纬度升...     

关于距今三万年前后的一次高海面

经过多年研究,对于晚更新世中几个特定时段的古海平面高度,各国多数学者的认识已趋于统一。例如,125ka BP., 即通常所说的上一次间冰期高海面的海平面高度,大约为较今海面高4—6m;18ka BP., 即通常所说的末次冰期顶盛时期的最低海面,大约较今海面低100—l30m;凡与上述数字不相符的古海面记录,则表明该地方发生了构造运动或者种种均衡运动等造成的变形。     

山东荣成成山头“柳夼红层”的层序、划分与成因及其气候意义())

“柳夼红层”可分两段。上段为一套风成砂层与土壤粘土层相互叠置的旋回性沉积,偏下部夹有冲洪积砂砾层。共发现8个一级界面,可分出9个冷、暖气候旋回,是我国北方沿岸末次冰期的良佳记录。下段为土壤化砂质粘土层,属于末次间冰期的地质记录。“柳夼红层”风成沉积的环境标志明显,三级序次界面清晰,冷、暖环境交替频繁,对末次冰期气候期的划分对比是有意义的。     

新生代主要全球气候事件研究进展

地质历史时期发生的全球气候变化事件正在成为地球科学界的研究重点。新生代以来的许多全球气候变化事件都接近于现今的地球系统,对其研究有助于理解现今地球系统过程在气候快速变化时的响应。这些主要全球气候事件包括古新世—始新世最热事件(PETM)、渐新世初大冰期事件(EOGM)、中中新世冷事件、北极冰盖形成事件、中更新世气候周期转型事件(MPT)、Dansgaard/Oscheger事件、Heinrich事件、新仙女木事件和中全新世冷事件。CO2浓度在全球气候变化中起着重要的作用。     

晚更新世以来南海冬季古海流分布格局和演化机制

总结了前人对南海12个岩心的Uk’37法所反演的古海表温度,结合晚更新世以来典型地质时期南海海洋环境记录,探讨了晚更新世(120kaBP)以来南海冬季表层古海流分布格局及其演变机制。结果显示:南海冰期与间冰期冬季的表层古海流存在明显差异,冰期冷性海流势力强盛,表层海流呈逆时针环流;间冰期暖性海流势力较强,表层海流呈双向穿越流。黑潮势力的变化对南海的表层海流性质与格局起重要作用。     

红海的升降

Siddal等提出了重新构建末次冰期海平面变化的新方法。他们提供了一个分辨率为百年尺度、时间范围在70～25ka之间的详细记录。这是冰期剧烈变动期，表现为明显的冷热波动。在约10ka前进入我们现在间冰期之前，末次冰期旋回在18ka以前达到顶点，即所谓的末次冰期的最盛期。过去海平面如此令人感兴趣的原因是他们反映了全球气温，在较冷期，更多的地球水固结在冰盖中，从而导致海平面的下降。     

更新世以来南海表层水温变化及其古气候意义

南海南部2Ma以来古温度记录显示该海域更新世以来海水表层温度的不断降低,并且以冰期降低为特征,间冰期温度变化不大。南海南北经向表层海水温差的大小,反映了东亚冬季风的强弱变化,2 Ma以来的温差变化说明东亚冬季风在中更新世之前的持续强化,中更新世之后不断减弱,而在晚第四纪时又再次转为增强,同时叠加在长期变化趋势之上的是轨道时间尺度上冰期增强间冰期减弱的循环波动。青藏高原构造作用可能对中更新世时期东亚冬季风强化产生重要影响,而更新世以来东亚冬季风变化的整体趋势及轨道尺度变化主要受全球冰量变化和低纬ENSO影响。     

南海碎屑沉积物化学组成的气候记录

取自南海北部陆坡的ODP1144站沉积物中碎屑组分的主量元素含量表现出气候控制的变化特征，其中在间冰期，碎屑物质表现出较高的Al／Ti、K／Ti、Mg／Ti比值和较低的Na／Ti、Ca／Ti比值，而在冰期则正好相反。这些碎屑物质主要来自华南地区的陆壳风化产物，其所表现出来的主量元素变化特征意味着在间冰期华南地区陆壳化学风化程度加强，反映一种相对湿润的气候环境。这种气候环境可能是间冰期东亚季风系统中的夏季风加强所致。     

鲁中黄土粒度特征及其成因探讨

鲁中黄土是风成的,主要由低空地方风系（北向风）搬运的近源物质堆积而成,其次是高空气流携带而来的内陆远源物质;主要物源区为冰期裸霞的莱州湾海底和黄泛平原。粗颗粒含量变化一较好地反映本区气候的冷暖周期变化。中更新世中后期本区开始转冷,发育离石黄土;末次间冰期时,气候温湿形成厚层Ｓ１;到末次冰期气候变得更为干冷,冬季风效应增强,粗颗粒含量增多。到全新世气候向现代气候转变,但在转暖的过程中有短回冷事件,形