南海南部浮游有孔虫氧碳同位素记录的末次冰期以来古环境变迁

以南海南部86GC沉积物柱状样为研究对象,通过对浮游有孔虫氧、碳同位素组成和AMS14C测年的研究,初步确定该柱状样包含了氧同位素3期晚期以来约31 400 a的沉积。结合浮游有孔虫组合和沉积物地球化学记录,分析认为,研究区域末次盛冰期发生于大约29~19 kaBP,其中又以28~26 kaBP为顶峰时段;在大约21~20 kaBP之间,可能有过一次短暂的海平面快速上升事件。单从δ18O记录来看,全新世南海南部的气候和古海洋环境似乎保持着较为稳定的状态,但期间δ13C及其他一些古气候指标却记录了多次回返性事件,反映出由于冬季风的短暂加强,导致全新世该区域气候环境在总体适宜的背景下仍然具有不稳定性。     

2009—2010年南海北部浮游有孔虫通量和稳定同位素季节变化及其对东亚季风的响应

通过对南海北部2009—2010年获得的浅层、中层和深层时间系列沉积物捕获器的样品分析,发现浮游有孔虫总通量和主要属种Globigerinoidesruber,Globigerinoidessacculifer,Pulleniatinaobliquiloculata和Neogloboquadrinadutertrei的通量和百分含量存在明显的季节性变化,在东北季风和西南季风盛行期出现高值,特别在冬季风期间高值明显,在季风间歇期出现低值,展示出"双峰型"通量模式。浮游有孔虫通量与颗粒总通量、有机碳通量、总碳通量、总氮通量、碳酸钙通量和蛋白石通量变化一致,随叶绿素a浓度和风速大小变化而改变,表明南海北部生源颗粒通量主要受季风影响的表层生产力所控制。浮游有孔虫壳体氧同位素与表层海水温度的季节变化相吻合。壳体δ18 O主要受海水温度变化的影响,不同深度属种的δ18 O变化反映了上层海水温度梯度。此外,壳体碳同位素值总体上在东亚季风强盛期低、季风间期高,与表层海水中叶绿素a浓度和海表风速的变化趋势相反,说明浮游有孔虫δ13 C值反映了水体营养和表层生产力的变化。     

南沙南部近30ka来的古海洋学记录

南海南部17962柱状样(7°11′N、112°5′E,柱长8 m,水深1 968 m)中近30 ka来的沉积物堆积速率计算结果显示,该孔冰期平均堆积速率为全新世的3倍多.其变化与冰期时海平面下降、地表径流所携陆源物质增多、全新世时海平面的回升以及陆源物质的提前卸载有关.浮游有孔虫氧同位素测定结果表明,该孔的浮游有孔虫的氧同位素冰期/全新世差值高于南海的平均值,更大于开放性大洋赤道西太平洋低纬度区的平均值.CaCO3变化则受陆源物质的"稀释作用"控制,而溶解作用对其影响并不太显著.     

钙质成岩作用对有孔虫氧同位素的影响

通过对南海北部ODPl84航次1148站井深477m之下深海相渐新世浮游有孔虫Globoquadrina压扁壳、次生方解石和充填壳的氧同位素对比，定量分析了钙质成岩作用对壳体氧同位素的影响，结果发现，受成岩作用影响，1148站浮游有孔虫氧同位素显著变轻，这种变化趋势与低纬度开放性大洋明显不同。其原因可能与南海海盆扩张早期，大量陆源物质从较窄陆架可以直接沉积到海底，由于陆源物质氧同位素相对偏负，当与海洋沉积物混合后，引起本区沉积物孔隙水氧离子浓度变轻。而扩张初始，高的沉积速率可能使钙质壳体被快速封存在一个相对孤立的系统中，造成孔隙水离子成为影响壳体氧同位素变化的主要因素。当氧同位素相对较重的有孔虫壳体溶解和重结晶并与孔隙水离子发生交换时，引起壳体δ^18O负向偏移。     

冲绳海槽南部两万年来的浮游有孔虫与古海洋学事件

冲绳海槽南部92-255和92-170两柱状样岩心的浮游有孔虫定量分析及其组合的变化、游浮与底栖有孔虫壳体δ18O测定和AMS14C测年资料,提供了末次冰期以来重要的古海洋学记录。浮游有孔虫的转换函数计算表明,海槽区末次冰期表层水温下降值及末次冰期的季节温差均比西太平洋开放海区相应纬度大,反映了边缘海对冰期-间冰期旋回中气候变化的放大效应,冰期-冰后期的对比还体现在由浮游有孔虫属种组合所反映的水团和水体垂直结构的变化上;末次冰消期古温度变化及浮游有孔虫δ18O变化记录了一次短暂的气候回返(10170～9170aBP);详细的地层分析还揭示了中全新世的一次Pulleniatina obliquiloculata含量低谷。     

南海北部沉积物中浮游有孔虫Globigerinoides ruber壳体氧同位素指示的冬季表层海水温度

有孔虫壳体的氧同位素值(δ18 O)是由其生长时海水δ18 O和温度决定的,在海水δ18 O已知的情况下,可以由壳体的δ18 O值估算海水温度。本文以南海北部沿岸地区9个站位的柱状沉积物中浮游有孔虫Globigerinoides ruber为研究对象,测试了其壳体的δ18 O值。分别以相应站点夏季与冬季表层海水的实测δ18 O值代入温度公式,估算了对应的夏季与冬季的海水温度值。然后把计算结果与World Ocean Atlas(WOA)数据库相应站点的海水温度数据作比较。结果表明,计算出的夏季海水温度与WOA的夏季温度有较大差别,而计算出的冬季海水温度则与WOA的冬季海水温度基本相当。这说明δ18 Oruber记录的是该区域冬季表层海水的温度,此区域内G.ruber这一属种的生产力和沉积通量在东亚冬季风盛行期间出现了最高值。     

16Ma以来南海北部海域古水温变化规律与机制

长期以来古海洋表层古水温研究的热点主要集中在第四纪,很少涉及到2.5Ma之前。利用ODP 184航次1147和1148站位的获得的相关资料,并主要采用长链烯酮U3k7)和底栖有孔虫氧同位素(δ18 O)两种方法,计算海水氧同位素组成,然后,利用浮游有孔虫氧同位素法计算16Ma以来的海水温度变化,探讨南海北部16Ma以来的古海水温度变化机制。结果表明,南海北部水温总体趋势与全球气候发展相对应,在北半球冰盖形成时期,海水表层温度与代表高纬冰盖体积大小的底栖有孔虫δ18 O几乎同步变化,反映出南海热带海区古气候变化的特殊性,为进一步研究低纬热带海区在全球古气候变化中的作用提供了新证据。     

南海表层沉积钙质超微化石氧碳同位素研究

对南海34个站位表层沉积中的钙质超微化石进行了氧碳稳定同位素分析.结果表明,钙质超微化石δ^18O化范围为-2.656‰～0.006‰,平均为-1.517‰;δ13C值变化范围为-1.510‰～0.778‰,平均为0.140‰.通过与有孔虫同位素分析结果相比较,发现钙质超微化石δ^18O高于浮游有孔虫而低于底栖有孔虫,δ13C值低于浮游有孔虫而高于底栖有孔虫.从平面分布来看,南海表层沉积钙质超微化石氧同位素在东北和西南各存在一个小于-1.5‰的低值区,碳同位素在东北存在一个小于0的低值区.钙质超微化石与有孔虫同位素值的差异性可能与其生命效应及生活环境有关.而钙质超微化石与有孔虫同位素平面分布规律上的不同也揭示了海水温度、盐度、营养水平等海洋参数可能对超微化石和有孔虫同位素的分馏起不同控制作用.     

西菲律宾海2万年以来浮游有孔虫壳体重量变化

为探讨2万年以来浮游有孔虫的壳体重量变化及其影响因素,对取自西菲律宾海MD06-3052岩芯的浮游有孔虫表层种Globigerinoides ruber进行壳体重量分析,基于氧同位素年龄模式,获得了2万年以来有孔虫传统壳体重量(WMS)和标准化壳体重量(WSN)变化特征。对比两种壳体重量指标,发现在本海区标准化壳体重量指标更为准确。结果表明,2万年以来,浮游有孔虫WSN具有不断变轻的趋势,整体表现为冰期时壳体重量较重,而全新世时壳体重量相对较轻的特征。末次冰盛期(Last Glacial Maximum,LGM)以来浮游有孔虫WSN变化曲线同大气CO2浓度变化曲线具有较好的相似性,推测在该海区控制壳体重量的主要因素为与全球大气CO2相关的表层海水的CO32–浓度。     

末次冰期以来西太平洋暖池变化的浮游有孔虫记录

探讨了末次冰期以来西太平洋暖池区浮游有孔虫动物群变化对环境和全球气候变化的响应。对取自西太平洋暖池核心区WP92-5柱样中的浮游有孔虫及其壳体δ^18O的分析结果表明,西太平洋暖池末次冰期的冬季表层水温比全新世低2℃以上;浮游有孔虫Neogloboquadrina pachyderma的含量变化与Globigerinoides sacculifer的δ^18O值呈明显相关,各时段的峰值可能与YD事件和Heinrich事件H1、H2和H3大致对应,分别出现在21—29、38—46、64—72和106—117cm,^14C年龄约为9．7—11．1、12．8—14．7、19—20．9和26．2—27．4ka B．P．;浮游有孔虫N．pachyderma的含量与G．sacculifer的δ^18O在各峰值之间含有数个频次不等的亚级变化,反映了末次冰期以来西太平洋暖池区气候的短尺度快速变化特征。