赤道西太平洋冬季浮游有孔虫分布与壳体同位素特征

通过对2009年1月在赤道西太平洋暖池区6个站位、28个垂直分层拖网浮游有孔虫样品进行分析,在0~250m水层内共鉴定出14个浮游有孔虫属种,以热带暖水种为主、广适应性冷水种仅零星出现。表层种Globigerinoides ruber平均生活深度较Globigerinoides sacculifer深,可能是由于赤道地区强烈的太阳光照射或两个种食物来源差别的缘故。G.ruber与Pulleniatina obliquiloculata壳体氧碳同位素协同变化,反映出海水碳酸盐化学体系是同位素变化的控制因子之一。此外,浮游有孔虫壳径也是壳体同位素值的重要影响因素,因而为了减小壳体壳径对壳体同位素值的影响,进行浮游有孔虫同位素分析时应尽量挑选壳径相近的壳体。     

西太平洋暖池区第四纪钙质超微化石氧碳同位素特征及意义

对西太平洋暖池区MD97—2140柱状样1．75Ma以来的钙质超微化石进行了氧碳同位素分析．结果表明超微化石占δ^18O值与浮游有孔虫Globigerinoides ruber δ^18O值在变化趋势和周期上都具有明显相似性．根据超微化石占δ^18O值也可以划分出59个氧同位素期,1748ka到900ka期间超微化石占δ^18O值的变化周期以41ka为主．而850ka到6ka期间则以100ka为主．这说明超微化石氧同位素分析可以像有孔虫氧同位素分析一样在大洋地层学和古海洋学、古气候学研究中发挥重要作用．超微化石占δ^13C值变化则呈现阶段性变化的特点．以900ka,480ka和250ka时间面为界,可分四大阶段．同时,MD97—2140柱状样超微化石占δ^13C值的这种变化规律与邻近ODP807站揭示的海水初级生产力变化趋势极为相似,意味着超微化石占δ^13C值是反映海水初级生产力变化的一项重要指标．     

中国南海沉积物中有孔虫的氧同位素研究

317-82-25和NS86-43孔岩芯分别取自南海北部和南海南部海底表层沉积物,V24-134孔岩芯取自菲律宾东苏禄海。通过对浮游有孔虫Pulleniatina obliquiloc(?)-late、Globorotalia menardii 和Neogloboquadrina dutertrei 的氧同位素分析,建立了氧同位素阶段,表明约60000年以来南海沉积物中有孔虫的氧同位素变化与世界各大洋相似,但有较大的变化幅度。这种差异可能是南海海水温度在冰期—间冰期较大幅度变化的结果。南海沉积速率明显大于远洋沉积速率,说明南海沉积物主要是陆源的。     

南海北部有孔虫碳氧同位素特征与晚第四纪水合物分解的响应关系

为探寻晚第四纪以来水合物分解事件在南海北部甲烷渗漏环境下有孔虫中的记录,对南海北部陆坡2个区块的沉积柱状样有孔虫碳氧同位素组成和测年分析发现,底栖有孔虫Uvigerina spp.碳同位素值为-2.12‰～-0.21‰,浮游有孔虫Globigerinoides ruber.氧同位素值为-3.11‰～-0.60‰,ZD3、ZS5 2个柱状样孔底年龄分别为26 616、64 090 a,对应了氧同位素Ⅲ、Ⅳ期末期,有孔虫碳同位素负偏的层位与氧同位素Ⅱ、Ⅳ期(冷期)层位相对应,负偏程度达到了-2‰,与布莱克海台和墨西哥湾等地区晚第四纪沉积层中有孔虫碳氧同位素组成相似。分析认为:研究区是典型的甲烷渗漏环境,该区在氧同位素Ⅱ、Ⅳ期,由于全球海平面下降,导致海底压力减小,天然气水合物分解释放,具轻碳同位素的大量甲烷释放进入海底溶解无机碳(DIC)池并记录在有孔虫壳体内,造成有孔虫碳同位素负偏;同时在有孔虫负偏层位黄铁矿和自生碳酸盐较发育,进一步证实了有孔虫碳同位素受甲烷影响较大,而海洋生产力的降低和早期成岩作用对有孔虫碳同位素负偏的影响较小。     

印度洋偶极子对西太平洋暖池降水稳定同位素的影响

西太平洋暖池（暖池）是全球最重要的热源和水汽源区,其变化通过大气遥相关强烈影响全球不同地区的水文气候。暖池区的降水同位素组成及其影响机制对该地区的水文气候研究具有重要意义,但目前鲜有这方面的研究。文章结合降水同位素观测数据与IsoGSM模式,分析了印度洋偶极子（IOD）对暖池区降水δ¹⁸O的影响。结果表明,在IOD正位相期间,暖池区表层海水温度（SST）距平降低,抑制了该地区的对流活动,同时,增强的印度洋东西SST梯度导致反常的赤道东风距平和减弱的印度洋沃克环流,这二者均使得暖池区降水量下降（降水量效应减弱）,降水δ¹⁸O升高;而在IOD负位相期间,情况则相反。降水同位素对IOD的这种响应也体现在暖池区高分辨的珊瑚δ¹⁸O记录上,表明暖池区降水同位素变化主要受控于IOD所导致的降水量变化（雨量效应）。在全球变暖的背景下,IOD呈增强的趋势,暖池区降水和珊瑚记录中的氧同位素值在21世纪也可能会呈增长的趋势。

     

浮游有孔虫标准化壳体重量测试方法及在西太平洋的应用

使用标准化壳体重量法和传统壳体重量法分别对中国南海(South China Sea,简称SCS)站表层沉积物和MD06-3052岩心沉积物样品进行了测试,获得了浮游有孔虫种属Globigerinoides ruber(G. ruber)的标准化壳体重量和传统壳体重量.通过对SCS站表层沉积物中G. ruber标准化壳体重量与传统壳体重量的比较,认为在该海域使用标准化壳体重量替代性指标能够更好的排除壳体粒径的干扰.通过对MD06-3052岩心中G. ruber标准化壳体重量与南极Vostok冰心的CO₂浓度(pCO₂)曲线进行对比,认为标准化壳体重量方法能够较好的反映出表层海水[CO₃2-]的变化.标准化壳体重量方法快速简便,指示性好,在探讨晚更新世以来表层海水在全球碳循环的重要作用中,是一个很有潜力的指标.      

70万年来西太平洋暖池北缘有孔虫氧碳同位素特征及其古海洋学意义

选取西太平洋暖池北缘西菲律宾海本哈姆高原的MD06-3047B孔沉积物柱状样为研究材料,通过分析70万年来有孔虫氧碳同位素变化特征发现: 在MIS 14~13期,西菲律宾海由于受夏季风影响增强,可能存在上升流活动; 在冰期终止期Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ 和Ⅴ期出现Pulleniatina obliquiloculata δ13C 极小值事件,表明在这几个冰期终止期来自南极的低δ13C 海水到达了西太平洋暖池北部边缘地区.次表层种P. obliquiloculata与表层种Globigerinoides ruber氧同位素差值恢复的温跃层变化具有冰期逐渐变浅,间冰期逐渐变深的特点.进一步将其与西太平洋暖池核心区ODP805站和赤道东太平洋ODP847站的次表层、表层有孔虫氧同位素差值进行对比,结果显示在过去70万年来西太平洋暖池效应逐渐加强,并且存在长时间尺度的类厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)式变化,冰消期时表现为类厄尔尼诺状态.     

南海西部浮游有孔虫记录的MIS 3期表层海洋环境变化

对南海西部越南岸外上升流区17954-2站浮游有孔虫属种组合变化、浮游有孔虫氧同位素、AMS14C测年的分析以及浮游有孔虫表层海水温度、温跃层转换函数的研究结果表明:在MIS3期,南海西部表层海水温度大体呈现暖-冷-暖的变化趋势;温跃层深度由浅到深阶段性变化;短时间尺度上温度与温跃层发生幅度较大的快速变化。暖事件（IS）对应于浮游有孔虫暖水种、混合层属种含量的增加,冷水种、温跃层属种含量的减少以及冬夏SST的升高;冷事件则与之相反。表层海水生产力亦大致呈现3个阶段（61～51ka,51～42ka和42～32ka）的变化,在千年尺度的快速气候事件中,暖事件对应浮游有孔虫生产力属种含量降低,冷事件对应升高。此外,在MIS3内部分暖事件（IS6和IS11～13）表现出表层海水温度降低,温跃层深度变浅和表层海水生产力升高的状况,表明该区此时上升流的存在,其形成原因推测是由于东亚夏季风加强的结果。     

南海北部上新世晚期东亚冬季风增强的同位素和有孔虫证据

对南海北部大洋钻探ODP1 1 48站进行稳定同位素和有孔虫分析 ,采用多种替代性指标 ,追溯上新世晚期以来东亚冬季风的演变。发现约 3 1～ 2 2MaB .P .之间 ,浮游有孔虫Globigerinoidesruber的δ13C值显著降低 ,而Neogloboquadrinadutertrei的相对丰度明显增大 ,指示冬季风急剧增强 ,并伴随表层海水温度的降低和古生产力的增高。此后 ,冬季风还有几次明显的增强 ,特别是在约 1 7MaB .P .,1 .3MaB .P .,0 .9MaB .P .,0 .6MaB .P .和0 2MaB .P .。     

Planktonic Foraminiferal Assemblage Variations of Ontong-Java Plateau during Late Quaternary and Their Implications for Paleotemperature in the Western Pacific Warm Pool

Ocean Drilling Program (ODP) Site 807A was recovered from the Ontong-Java plateau, western equatorial Pacific. Quantitative analysis of planktonic foraminifera, combined with oxygen and carbon isotope data, reveals the glacial-interglacial variations of sea-surface temperature and the upper water vertical structure in this region during the late Quaternary. Our results indicate that since 530 ka sea-surface temperature (SST) and the depth of thermocline (DOT) have changed significantly in the western Pacific warm pool (WPWP). The average glacial-interglacial annual SST difference was up to 4.2 ℃ , and the DOT fluctuations could exceed more than 100 m, further suggesting the instability of the WPWP. The spectral analyses of SST and DOT reveal two dominating cyclicities--the typical 100 ka cycle and the semi-precessional cycle, which is significant in the tropical spectrum, indicating that late Quaternary paleoceanographic changes in the study area were influenced not only by a high latitude forcing but also by tropic-driving factors.     

热带太平洋海洋环流与暖池的结构特征、变异机理和气候效应

热带西太平洋暖池是引发强烈的大气对流、驱动Walker环流和Hadley环流系统的主要热源之一,对全球、尤其是东亚气候有重要影响。针对我国在提升气候预测水平方面的重大和迫切需求,国家重点基础研究发展计划项目"热带太平洋海洋环流与暖池的结构特征、变异机理和气候效应"于2011年7月正式立项。项目拟解决的关键科学问题包括:①调控暖池形成和变异的海洋环流多尺度相互作用过程;②海洋动力过程在暖池热盐结构变异中的作用及其机理;③暖池变异对不同类型El Nio影响机理的异同和对东亚季风变异的调制机理。围绕上述关键科学问题,项目将以暖池变异为中心,关注影响和控制暖池结构与变异的关键海洋过程,以及暖池海气相互作用影响ENSO循环、东亚季风年际变异的过程和机理,重点组织开展以下3个方面有针对性的调查研究:①热带太平洋环流和暖池的结构和变异特征;②热带太平洋环流与暖池相互作用的关键过程和机理;③暖池变异的海洋—大气耦合过程及其气候效应。在此基础上,项目将力争阐明暖池影响东亚季风和我国气候变异的过程、机理与敏感区,改进模式的混合参数化方案,提出有效提高ENSO预报技巧的同化方案,为我国短期气候预测能力的提高提供科学支撑。     

西太平洋暖池扩张对华北平原气候变化的影响——华北平原4万年以来升温事件的新证据

河北省黄骅市关家堡孔（ＨＧ１）,孔深４１．３ｍ,地层连续、化石丰富、分辨率高,其所含微体化石,清楚地揭示了华北平原４万年以来两次大的突发性升温事件,据研究这两次升温事件在时序上与全球性的升温事件是同步的：第一次由冷变暖起始于４００００ａＢ．Ｐ．（沧州海进期）;第二次为１００００ａＢ．Ｐ．（天津海进期）。第一次升温事件（沧州海进期）华北平原的年平均温度比今高７℃左右;比其以前的降温事件期（沧州海进与白洋淀海进之间的海退期）至少高１３℃,如此大幅度的升温事件可能是受西太平洋赤道暖池扩张影响的结果。第一次升温事件期间存在着一个短暂的变冷事件。第二次升温事件期（天津海进期）,其年平均温度比今高２～３℃。     

南海北部秋季活体浮游有孔虫的组成与分布

对2004年9月采自南海北部海区19个站位40个垂直浮游拖网样品中的活体浮游有孔虫进行了定量分析, 探讨了该区秋季现代有孔虫的组成、分布及其影响因素.研究表明, 该区秋季现代浮游有孔虫以热带暖水群落为主, 呈现出明显的区域变化.浮游有孔虫的丰度主要呈西北高、东南低的分布格局.浅层水种G. sacculifer和G. ruber的高含量主要出现在近岸带; N. dutertrei的高含量主要出现在外陆架和陆坡区域; G. menardii的高含量主要出现在深水区域; G. calida和G. aequilateralis两水种的含量分布有明显的相似性, 主要出现在深水区, 在越南岸外站位其含量远高出区域其他站位.研究认为, 南海北部秋季水体浮游有孔虫的分布主要受初级生产力和水深的共同制约, 高初级生产力水平下浮游有孔虫的丰度明显要高, 水深则对中深层水种G. menardii、G. calida和G. aequilateralis的分布有明显的制约作用.南海北部秋季温跃层的温盐结构对中层水种N. dutertrei、G. glutinata、G. calida和G. aequilateralis的分布有一定的影响.此外, 暖涡水体对浮游有孔虫的丰度和组成也有明显影响, 位于暖涡中心区的浮游有孔虫丰度明显增高, 特征属种G. sacculifer的含量明显高出周边站位.P. obliquiloculata的高含量主要出现在东北部黑潮分支影响区.      

印度尼西亚海与印度尼西亚贯穿流研究概述

概述过去30年间与印度尼西亚海和印度尼西亚贯穿流有关的海洋动力学方面的研究进展。印度尼西亚海处于海洋大陆的中心地带,衔接西太平洋和印度洋的暖池,是影响大气环流的关键海域;而通过印度尼西亚海多个连通海峡从太平洋进入印度洋的贯穿流,对维持全球大洋热盐分布和平衡起着关键的作用,影响着全球大洋环流的结构及长期的气候变化。基于大...     

Noble Gas Isotopic Compositions of Cobalt-rich Ferromanganese Crusts from the Western Pacific Ocean and Their Geological Implications

1 Introduction Submarine metallic mineral resources consist mainly of polymetallic nodules and cobalt-rich ferromanganese crusts. Despite being discovered much later than the former, the latter are becoming one of the most important submarine polymetallic ore resources, because they containmany valuable metallic elements such as Co, platinum group elements (PGE), rare earth elements (REE), Ni and Cu, besides high contents of Fe and Mn (He et al., 2001). The Co-rich crusts are widely distr…     

南海北部晚中新世红绿韵律层成因的矿物学和地球化学约束

沉积物颜色是其物质组成和形成环境的重要标志,对古海洋古环境重建有特殊指示意义。国际大洋发现计划(IODP)368航次在南海北部钻取的U1502站沉积岩心中发现了上百米红褐色-绿灰色韵律沉积层,但其成因不明。为探究其物源和红绿韵律沉积层的成因,我们对该站位岩心样品开展了矿物学和地球化学分析,包括粒度、黏土矿物、常微量元素和Sr-Nd同位素组成、有机碳含量及碳酸盐碳氧同位素组成分析。物源分析表明,U1502站沉积物陆源输入以珠江为主而吕宋次之,红层相对绿层有稍多的吕宋物质贡献。地球化学指标指示红绿沉积层的形成没有遭受热液、冷泉流体的影响,其形成是南海晚中新世构造演化和冰期-间冰期旋回中水体通风、底层水氧化还原环境改变及早期成岩作用共同影响的结果。结合以前南海北部沉积物源研究及沉积物颜色频谱分析,推测红绿层可能分别对应了间冰期-冰期时间尺度。指标重建指示了红绿层分别形成于偏氧化和偏还原的底层水氧化还原环境。自中中新世以来随着吕宋岛弧与欧亚板块碰撞,南海海盆从开放的环境变得相对封闭,其深部通风和氧化还原条件开始呈现典型的冰期-间冰期旋回模式。红层对应了间冰期高海平面时期南海深层水通风良好、水体偏氧化的沉积环境,而绿层则指示了冰期低海平面时期南海层化加强、水体偏还原的环境。不同的氧化还原条件控制了早期成岩作用中致色含铁自生矿物如赤铁矿的形成与转化,最终引起沉积层颜色韵律变化。     

南海西部54万年以来元素地球化学记录及其反映的古环境演变

通过对南海西部上升流区MD05-2899孔开展高分辨率碳酸盐地层学和XRF岩芯扫描元素地球化学分析,重建了晚第四纪54万来以来东亚夏季风的演化历史,探讨海平面升降对南海西部陆源碎屑供应量的影响。研究选用了ln(Ba/Al)作为该海区古生产力的指标,ln(Br/Al)作为有机物的指标,ln(Ti/Al)作为陆源碎屑供应量的指标。研究结果显示,东亚夏季风在过去54万年以来强度不断增强,具有明显的冰期—间冰期旋回特征,在间冰期强盛和冰期减弱,是控制该海区有机物含量变化的主要因素。东亚夏季风不断强盛可能直接导致了南海周边陆地降雨增强,河流径流量加大,使得南海西部上升流区域的陆源碎屑供应量在间冰期明显高于冰期。研究发现,当相对海平面低于-60 m的时候,大面积暴露的巽他陆架可能向南海西部深水区输入大量陆源碎屑物质,造成研究站位的陆源碎屑供应量在冰盛期出现高值。因此,晚第四纪的东亚夏季风演化和海平面升降共同控制了南海西部上升流区陆源碎屑物质供应量的变化。