北京西山末次冰期旋回次生黄土初步研究

北京西山是中国末次冰期旋回风成黄土与古气候研究的经典地区除风成黄土外,该区各种次生黄土也十分发育,由于后者的堆积速率较大,其环境变化的分辨率更高。次生黄土中Ｓ１古土壤由３层古土壤夹两层黄土构成,Ｌ１中的古土壤由两层古土壤夹１层黄土组成。经年代测定和古气候分析,Ｓ１中的３层古土壤分别可与深海氧同位素５阶段中的３个暖期对比,Ｓ１中的两层黄土可与５阶段中的两个次阶段对比。     

北京西山末次冰期旋回次生黄土初步研究

北京西山是中国末次冰期旋回风成黄土与古气候研究的经典地区。除风成黄土外 ,该区各种次生黄土也十分发育 ,由于后者的堆积速率较大 ,其环境变化的分辨率更高。次生黄土中S1古土壤由 3层古土壤夹两层黄土构成 ,L1中的古土壤由两层古土壤夹 1层黄土组成。经年代测定和古气候分析 ,S1中的 3层古土壤分别可与深海氧同位素 5阶段中的 3个暖期对比 ,S1中的两层黄土可与5阶段中的两个次阶段对比。     

中亚黄土沉积与西风区末次冰期快速气候变化

气候快速变化过程与机制一直是古气候研究的热点科学问题,随着不同地区高分辨率地质记录的增多,年代学方法的改进,此类快速气候变化事件的区域差异性日益突出,对比和认识这些区域之间的变化细节,有助于认识快速气候变化的规律和驱动机制。文章以中亚黄土为主要研究对象,根据黄土沉积特征与现代气候特征,将中亚黄土分为西部、北部和东部3个亚区,在总结中亚西风区黄土古气候研究进展的基础上,回顾了近年来中亚地区末次冰期西风区气候突变事件研究现状与问题,初步探讨了在亚轨道尺度上末次冰期快速气候变化发生过程和机制。结果表明,粒度、矿物学、地球化学等指标均指示中亚这3个黄土亚区末次冰期确实存在千年尺度的快速气候波动信号,但在年代和变率上存在区域差异,这种差异除了缺乏精确的年代学控制外,还与区域水热组合和区域地形结构有关。这些冷暖的快速气候变化与北大西洋高纬地区冰盖收缩扩张、西伯利亚高压强度和范围的变化导致风动力变化和西风带南北迁移有关。今后需进一步加强高分辨率年代序列的建立,进一步遴选中亚黄土中有效的、能够独立反映风力强度、源区信息、古温度、古降水等代用指标,并结合古气候模拟试验研究其驱动机制。

     

川西高原黄土记录的末次冰期气候变化

川西高原位于高原气候区和季风气候区的过渡位置,该地区的气候特征对于认识青藏高原对周边气候的影响具有重要意义。通过对漳腊黄土剖面的¹⁴C年代测试、地层对比,结合粒度-年龄模型建立了剖面的年代序列。测试了粒度、色度、磁化率和碳酸盐等指标,建立了剖面的气候演化序列。结果表明,剖面记录了104 ka以来的气候变化过程。漳腊黄土粒度在MIS（深海氧同位素阶段）3和MIS4阶段的中值粒径接近,分别为17.6 μm和17.7 μm,反映了期间有一次高原隆升。漳腊黄土粒度曲线记录了多个粒度变粗和变细事件,粒度在H（海因里希）2时明显粗于H1,表明受到了高纬气候系统的影响。另外还存在2个明显的粒度变细事件,分别发生在处于MIS3的28~31 ka和42~45 ka,是低纬气候系统影响的结果。漳腊黄土研究结果表明川西高原气候系统影响因素的复杂性。     

Heinrich事件和末次冰期气候的不稳定性

对北大西洋深海沉积物的研究表明：末次冰期北大西洋沉积物记录中有多次洋面温度降低、有孔虫含量减少、盐度降低和粗颗粒的碳酸盐碎屑快速堆积的现象，这些时间跨度上千年或几百年的气候快速波动被称为Heinrich事件^{［１－４］}，很难用古气候的米兰科维奇理论来解释。最近对末次冰期中国马兰黄土堆积的调查发现，在末次冰期之中东亚冬季风也有多次加强，它与北大西洋沉积物中的Heinrich事件对应很好，暗示着东亚季风的变迁更直接受控于北半球冰量的变化，而不是过去人们认为的东亚古季风气候变化与地球轨道变化引起太阳辐射变化直接相关。      

中亚昭苏黄土剖面粒度记录的末次冰期以来气候变化历史

对处于西风区的中亚昭苏黄土进行了粒度分析,重建了末次冰期以来的气候环境变化历史。粒度分析表明,昭苏黄土粉砂粒级含量最高,平均含量接近78%,黏土粒级次之,砂粒含量最低,具有典型的风尘堆积特征。剖面粒径〉63μm含量变化能与格陵兰冰芯进行良好对比,记录了Heinrich事件和Younger Dryas冷事件及D-O旋回等...     

中原末次冰期间冰阶以来的古季风气候变迁

中原邙山黄土地层以巨厚的马兰黄土为特色。本文研究了末次冰期间冰阶以来邙山黄土－古土壤序列的粗颗粒含量和磁化率值曲线反映的冬夏季风变迁及其相互关系,发现在万年尺度上夏季风增强对应于冬季风减弱,冬季风增强对应于夏季风减弱,但在千年尺度上冬季风变化比夏季风强烈得多,而且末次间冰段开始时冬季风减弱明显早于夏季风增强。通过中原黄土记录与深海及冰芯Ｏ同位素记录的对比,发现短时间尺度气候变化阶段明显具有很大的区域性特征,它们不能简单地进行等时性全球对比,而应该通过各自独立的时间标尺来建立古气候变化的远距离联系。     

天山末次冰期以来干旱化过程的冰川证据

依据天山7个有确切年代学资料的典型地区进行冰川面积和平衡线高度等重建,揭示天山地区末次冰期以来冰川经历的扩张和收缩过程。冰川规模在MIS 4~MIS 3大幅度扩张,形成大规模的复合型山谷冰川和山麓冰川;MIS 2冰川扩张显著,但远不及MIS 4~MIS 3,许多山区形成大型山谷冰川;全新世新冰期NG和小冰期LIA都略有扩张,冰碛垄分布在现代冰川外围,冰川类型与现在一致。冰川平衡线高度的降幅亦表现为MIS 4~MIS 3最大,MIS 2以后降幅递减。MIS 4~MIS 3天山冰川大规模扩张与欧亚冰盖演化,巨大冰前湖泊、广阔的湿地的形成为西风提供更多水气带到天山有关;MIS 2至今,随着欧亚冰盖减小到消失,西风带来的水气渐少,干冷的蒙古高压逐渐加强,制约了冰川规模扩张。     

末次冰期东北地区食草动物群的演替及其环境意义

距今40ka年来东北地区大型食草动物记录显示, 该区末次冰期极盛期前后, 在冻土苔原大背景下可能经历了40ka B.P. 森林草原、34.3ka B.P. 疏林草原、30ka B.P. 森林草原、22ka B.P. 疏林草原、18ka B.P. 森林草原、17ka B.P. 疏林草原、14ka B.P. 无树干草原及11ka B.P. 疏林草原的演变过程, 环境最恶劣最干冷的时段似乎在14ka B.P. 前后。同时, 该哺乳动物组合曲线与气候变化、冰川波动及海面升降等研究结果具有很好的可比性。整个环境演变过程还可与陕西关中渭河流域的3个哺乳动物群(咸阳动物群、蒲城动物群和大荔动物群)所反映的环境演变过程相对比, 只是关中地区进入最干冷的无树干草原环境较早。研究认为, 之所以产生这种差异是由于地区地理位置的差别, 导致受东亚季风影响的强度不同, 因而进入盛冰期的时间也有或早或晚的差别。     

西菲律宾海末次冰期以来的浊流沉积及其古环境意义

菲律宾海西部吕宋岛岸外MD98－2188钻孔揭示末次冰期以来发生过数次浊流沉积事件。研究发现浊流沉积层具有密度高、颜色亮度大等物理特征,含有较多粗沉积组分和翼足类化石碎片,说明其来源于浅海沉积物。本文运用AMS 14C测年和浮游有孔虫氧同位素建立精细的年龄模式,发现浊流沉积层段主要与末次盛冰期、冰期Heinrich变冷事件以及氧同位素4期等低海平面时期相对应,推测与千年尺度北半球气候冷期相关的海平面快速上升可能是西菲律宾海浊流沉积的触发原因。这对于认识快速气候变化的环境后果和开展西菲律宾海晚第四纪地层划分对比都有重要意义。     

末次冰期以来南海北部物源及古环境变化的有机地球化学记录

文章在AMS～14C定年的基础上建立了南海北部MD05-2905钻孔（20°08.17′N,117°21.61′E）末次冰期以来有机地球化学记录的时间序列,利用其中的正构烷烃、甾醇和烯酮等有机分子标志物对南海北坡25ka以来沉积物物源、气候环境变化进行探讨。长链正构烷烃总含量和浮游植物标志物总含量表明25.0～14.5kaB.P.时段南海北部沉积物中陆源物质输入、海洋初级生产力浮游植物输入均较高,14.5～8.5kaB.P.时段迅速降低,全新世8.5kaB.P.之后稳定在较低水平。末次冰期海平面低,陆架出露面积大,陆源物质搬运至沉积地点的距离短,强盛的冬季风及其驱动的洋流有利于大量的陆源物质搬运至该沉积地点;14.5kaB.P.,对应于MWPIa时期,陆源物质输入迅速减少,海洋初级生产力的迅速降低,印证了此时海平面的快速上升。C31/C17物源参数表明陆源物质输入和海洋内生源输入在25.0～14.5kaB.P.时段和14.5～8.5kaB.P.时段分别占据了主要地位,这表明海平面变化对陆源物质输入影响可能更大;全新世8.5ka之后,陆源、海洋内生源输入交替占据主要地位,这可能与东亚季风增强有关。从有机分子标志物研究来看,海平面的变化对陆源物质输入及总海洋初级生产力可能均有重要控制作用,但海洋初级生产力中某些藻类如硅藻可能受控于不同的气候因素。C28甾醇含量指示硅藻在MWPIa和MWPIb时期大量增多,这可能是14.5～8.5kaB.P.海洋内生源输入相对较多的重要原因,同时,对11.0～8.5kaB.P.时段的碳酸钙低值事件可能有一定贡献,但其对海陆环境的响应还有待于进一步研究。     

末次冰期以来南海北部沉积有机碳记录及其古植被环境信息

末次冰期以来南海北部深海沉积物中陆源植被碎屑来源及其指示的植被类型变化等一直存在争议。正构烷烃比值、正构烷烃碳同位素(δ13Calk)及总有机碳同位素(δ13CTOC)等有机碳指标的应用可能为之提供新的证据。南海北部MD05-2905岩芯中正构烷烃比值C31/C27,C31/(C31+C27+C29)和ACL(长链烷烃平均链长)等呈现末次冰期高,全新世低的变化,指示末次冰期草本植物相对增多,全新世木本植物较多。δ13CTOC及δ13Calk均呈现末次冰期相对偏正,全新世偏负的变化,指示C4植物在冰期增多,间接印证草本植物的增多。末次冰期,由于相对冷干的气候、大气CO2浓度的降低,以及低海平面导致陆架的广阔出露,均有利于更多草本植物的生长。末次冰消期及全新世随着温度的升高及降水的增多,森林植被发育,C3植物相对较多。该岩芯碳同位素结果与南海北部孢粉结果的对比表明,南海北部深海沉积中正构烷烃指标指示南海北部周边较大区域范围的植被变化信息。     

末次冰消期以来东黄海暖流系统的演化

以黑潮为主干的东黄海暖流系统,所携带的高温高盐水对我国近海的海洋环境和大气环流格局产生了重大影响。为系统重建由黑潮暖流、对马暖流和黄海暖流组成的东黄海暖流系统在末次冰消期以来的演化过程,建立末次冰消期以来东黄海暖流系统的演化模式,对取自黑潮主流轴附近的DGKS9603孔、现代对马暖流边缘的CSH1孔和与黄海暖流相伴生的冷水体下面的泥质沉积区YSDP102孔的古海洋记录进行综合分析研究。结果表明,现代东黄海暖流系统是伴随着末次冰消期以来黑潮的演化和海平面的脉冲式上升而形成与演化的,地理边界条件是非常重要的控制因素。16kaB.P.黑潮对冲绳海槽的影响开始加强,之后随着海平面的上升,对马暖流开始发育,到8.5kaB.P.左右,现代对马暖流正式形成,期间黑潮暖流经历了Heinrich1和Younger Dryas事件的两次减弱过程。76kaB.P.是黑潮暖流和对马暖流末次冰消期以来最强盛的时期;约6.4kaB.P.左右黄海暖流开始出现,至此东黄海暖流系统的基本格局已完全形成;在5.32.8kaB.P.期间,冲绳海槽发生了以"Pulleniatina低值事件"为标志的黑潮变弱过程,导致对马暖流主流轴在3kaB.P.左右发生了一次向太平洋方向的偏转事件,低温、高营养物质含量的陆架冷水团对冲绳海槽北部影响加强,期间在黄海暖流附近冷水体下面堆积了巨厚的泥质沉积体系。此后,由黑潮暖流、对马暖流和黄海暖流组成的东黄海暖流系统显著加强,直至达到现代的态势。     

末次盛冰期以来陕北黄土高原的植被和气候变化

本文对黄土高原靖边和富县末次盛冰期以来的黄土沉积做了系统的孢粉分析.结果显示,末次盛冰期以来两地一直发育以蒿为主的草原植被,但植被组成在时间和空间上都有明显的差异.全新世早-中期植物种类比末次盛冰期丰富,沙漠植被减少,落叶阔叶树增加,表明气候变得温暖湿润.末次盛冰期靖边地区是以蒿、藜和其他菊科(非蒿属)为主的荒漠植被,...     

河海交互作用与黄东海域古扬子大三角洲体系研究

河海交互作用与堆积型大陆架发育,是中国海浅海地貌的主要特色。发源于世界屋脊的大河中有5条汇入中国海,源远流长,携运了巨量泥沙被阻积于岛弧背侧的边缘海中。经过漫长的新生代地质时期,尤其是在中、晚更新世堆积为陆架,并经历着全新世海侵过程中的浪流改造。作者通过近30年对区域海岸海洋研究的成果积累,逐渐认识到: 在南黄海-东海海域,分布着一个巨型的三角洲体系: 基底的大三角洲是中、晚更新世由古长江、古黄河两条世界级大河输水供沙,受季风波浪和潮流作用形成的,其发育时代应在长江贯通下游汇入黄、东海以后; 其上叠置发育了规模逐次减小的古江河三角洲、南黄海辐射沙脊群、全新世—现代长江三角洲和历史时期的废黄河三角洲,组成巨型的复合三角洲体系,表层经全新世以来海侵改造发育了波浪与潮流共同作用的沙脊地貌。大三角洲体系覆盖着东海及南黄海海底,形成大陆架表层沉积地貌。这一巨型的河-海交互作用大陆架、三角洲体系,独具特色,具有重大的研究价值。建议: 首先需进行一体化全方位的多项调查,包括遥感影像判识,水深与地震剖面探测,海底底质与钻孔取样,以及现代水文泥沙测量等,阐明其分布与环境特征;再进一步开展多学科交叉研究——地质地理、地貌、沉积、海洋动力、海平面变化与河流变迁、海洋地理信息系统等,期以阐明古扬子大三角洲体系各组成部分分布的范围、沉积组成和地貌特点,以及相互叠置关系。最终期以揭示中、晚更新世以来河-海交互作用过程与动力机制、海岸变迁与陆架堆积发育等基础科学问题,为亚太边缘海与大河相互作用的堆积型陆架发育提供实证,丰富海洋地质学理论。同时,可阐明现代海岸滩涂的蚀、淤动态,为新生土地资源规划利用,物源及陆架海疆权益维护提供重要的科学依据。     

南海北部5万年来的表层海水盐度及东亚季风降水

为了探讨末次冰期以来南海北部区域降水变化对东亚夏季风强度变化的响应,利用南海北部191PC柱状样有孔虫壳体氧同位素和镁钙比值,重建了过去5万以来的表层海水温度和海水氧同位素变化。通过分析南海北部淡水收支的主要影响因素,认为夏季风降水是本研究站位海水盐度的主要影响因素,而海平面变化导致的冲淡效应变化并非主导因素。基于此前提,将剩余海水氧同位素作为区域降水变化的指标,结果表明,南海北部降水量与东亚季风强度在50~10kaB.P.间变化趋势较一致,10kaB.P.以来则呈相反的变化趋势。本文通过对比分析南海和西太平洋相关站位的古盐度变化、东亚陆地的干湿变化,结合数值模拟结果,认为50~10kaB.P.之间,北半球大陆冰盖对东亚夏季风的影响较强,东亚内陆和南海北部降水同时响应北半球高纬气温变化,表现出冷事件时降水少而暖事件时降水多的特点。而在10kaB.P.以来,南海北部和华南地区降水量与东亚季风强度变化趋势相反,表现出东亚-西北太平洋区域降水量分布的海陆差异特征。此现象与中全新世南北半球夏季辐射量不对称变化和海陆热容差异导致的温度、水汽重新分布有关。     

晚更新世末期黄、渤海陆架沙漠化环境的形成

未次盛冰期气候寒冷,温度降低,冰川发育,海面下降,黄、渤海陆架全部出露,东海陆架的大部分也裸露成陆,并成为亚洲大陆的一部分。降低了的气温使蒙古高压得到进一步增强,经常给亚洲大陆带来冷而干的气流,吹蚀亚洲内陆,也吹蚀出露了的陆架。根据多年来在陆架地区获得的浅地层剖面仪测量记录,陆架发生沙漠化的证据有：统一海相地层的解体、大面积的混杂堆积、漫长的风蚀基面、休止角型沉积结构以及埋藏沙丘群的发现等。     

爪哇海末次冰盛期以来的季风与穿越流活动记录

文章通过SHI9034岩芯氧同位素曲线、AMS14C测年、浮游有孔虫组合及其所反映的温盐变化特点,并与爪哇海北部的SHI9006岩芯对比研究,获得如下认识:末次冰期21～15kaB.P.阶段,爪哇海区东南季风强而西北季风微弱,气候冷干,混合层薄,生物生产力高;15～10kaB.P.和10～7kaB.P.阶段由于海平面迅速上升,望加锡海峡和龙目海峡通道变宽,出现较强的表层穿越流活动;早全新世东南与西北季风都有增强,说明当时研究区气候有着更强的季节性;7～3kaB.P.阶段,爪哇海北部的穿越流主要在温跃层水中传输,到达爪哇上升流区时,上升至表层,使得混合层增厚,同时也抑制了上升流活动;约3kaB.P.以来,研究区穿越流活动表现与现代相近的性质,主要在温跃层水中传输。     

末次盛冰期以来中国北方干旱区演化及短尺度干旱事件

对中国北方干旱区329个古土壤和湖泊沉积物的14C年龄数据的时空分布及频数统计分析表明, 从末次盛冰期至冰消期, 我国整个干旱区受控于西风带;在全新世, 干旱区东部环境变化主要受控于东亚季风系统, 而其西部仍属西风控制区。全新世以来, 中国干旱区存在至少4次百年至千年级的干旱事件, 且干湿变化基本上与全球西风模式区的气候变化相反, 而与低纬非洲干旱区气候变化有很好的对应关系 。由于我国干旱区和非洲干旱区的干湿变化均受控于来自低纬热带海洋的夏季风的强弱, 因此　两区干旱事件的同时发生可能与低纬热带海洋的气候变化有关。同时, 本文利用14C年龄的时空分布和其它地质资料, 初步恢复了末次盛冰期和全新世最适宜期我国干旱区的沙漠分布状况。