南海北部17937岩心四万年来古环境变化的分子有机地球化学记录

以分子有机地球化学为手段对南海北部四万年来的古环境古气候研究表明, U₃₇k’-SST表层水温在冰期、间冰期平均范围分别为27℃和24℃, LGM与全新世温差达4.5℃; 以高分子量烷烃所代表的陆源物质输入和长链不饱和酮化合物所代表的海洋初级生产力都呈现冰期高、间冰期低特征, 表明冰期时陆源物质输入的增加和海洋表层生产力的提高; 正构烷烃C₃₁/C₂₇记录了南方大陆的植被由冰期时草本植物占优势向间冰期时木本植物占优势的转变.说明南海在末次冰期以来气候的不稳定性, 和海陆生态系统对气候变化的响应以及分子有机地球化学在古环境古气候研究中的巨大潜力.      

冰期时的中国海——研究现状与问题

沉积柱状样分析表明:末次冰期最盛时,东海缩剩冲绳海槽,南海变为袋状海湾,大河在陆坡入海,使南海北部陆坡与冲绳海槽海水浊度大增,沉积中碳酸盐含量被陆源物稀释,使剖面中CaCo₃旋回与大西洋相似、与太平洋相反。因极锋南移,亲潮可能影响冲绳海槽,太平洋温水可能进入巴士海峡,南海表层冬、夏双向海流变为环流,加上沿岸冲淡水影响,使南海北部陆坡冬季表层水温比间冰期低6—9℃,季节差达8—10℃,远超过太平洋同纬度区的数值。     

南沙海区盛冰期的气候问题

南沙海区属于西太平洋暖池区，其盛冰期的表层水温变化涉及暖池在冰期旋回中的稳定性，因而具有全球性意义、本文根据十几个沉积柱状样的氧同位素与微体古生物分析结果，指出南沙海区盛冰期时夏季温度与全新世差别微小，而冬季水温强烈降低，使季节性温差高达６℃，明显超过同纬度的西太平洋开放水域。推测冰期时的冬季风强化，是造成这些变化的主要原因，同时也为热带海区冰期海面温度高、岛屿山地温度低的矛盾提出了一种新的可能解释。     

南海北部晚新生代氧同位素地层学

通过对南海北部ODP 184航次1148站(18°50.17.3′N, 116°33.93′E, 水深3308.3 m) 1165个样品中底栖有孔虫的同位素分析, 获得了24 Ma以来连续的、平均分辨率为21 ka的δ18O曲线. 这是迄今全球晚新生代最连续、最完整和分辨率最高的δ18O曲线. 总体上呈梯状递增的δ18O曲线清楚地记录了晚新生代以来5次变重和3次变轻事件及2个稳定期, 反映了全球气候逐渐变冷过程的变化. 其中发生在17.2-14.5 Ma的变轻事件及14.5-13.6 Ma和3.0-2.4 Ma的两个变重事件最为显著, 都可以进行全球性对比. 13.6-10.2 Ma和6.0-3.0 Ma两个时期δ18O变动平稳和振幅最小, 代表南海晚新生底层水变化最小的稳定时期. 1148站的氧同位素记录为西太平洋和我国海相地层的全球性对比提供了最佳的剖面.     

南海第四纪古海洋学研究进展

南海第四纪古海洋学研究,在近５年来取得迅速发展。从１９９４年的中德合作太阳号ＳＯ－９５航次到１９９９年的ＯＤＰ１８４航次,南海已经成为国际古海洋学研究的新热点。在地层学方面,南沙海区首次建起中国海第一个更新世深海地层序列,使用了包括４类微体化石的生物地层学、磁性地层学、同位素地层学和碳酸盐地层学的依据;至于最近４万年来的记录,东沙附近站位的时间分辨率精度已超过２０ａ。文章还综述了海水表层温度等古海洋学参数测定,深海沉积中古气候,特别是古季风演变记录,以及深海沉积作用和突变事件等方面的研究进展。     

晚中新世植被变更与光合作用演化

光合作用酶Rubisco出现于太古代,对于以后地质时期里大气的CO2降低并不适应。晚中新世大幅度扩展的C4植物,就是光合作用演化的一种途径,适应于CO2浓度较低的大气,也适应于温暖而季节性干旱的季风气候。C4与C3植物碳同位素的重大差异,又为利用古土壤和哺乳类牙齿珐琅质的δ13C分辨C3、C4植物在植被中的比例提供了条件。自从发现巴基斯坦晚中新世古土壤层δ13C突变以来的10余年,围绕着C4植物扩展究竟反映季风气候,CO2浓度下降,还是干旱化,国内外学术界展开了热烈的讨论,至今尚属未解之谜,但从中可以吸取研究地球系统演变的经验教训。     

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．     

南海北部晚更新世以来的古海洋环境演化特征——来自N-31柱样的沉积记录

对南海北部N-31柱状样沉积物进行了浮游有孔虫定量分析鉴定、氧碳同位素、碳酸盐含量和粒度测试以及AMS14C测年,并采用古生态转换函数计算了表层海水古温度和温跃层深度,揭示了该海区约55 ka以来的古海洋环境特征.转换函数计算的表层海水古温度结果表明,夏季温度的变化范围为27.0～29.6℃,变化幅度为2.6℃,冬季温...     

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...     

对地球系统科学的理解与误解——献给第三届地球系统科学大会

地球系统科学不应当理解为各门地球科学的叠加,而是探索其圈层相互作用,整合其各种学科,将地球作为一个完整系统来研究的学问。地球系统科学从全球变化开始,然后向早期的地质年代推进。而当前面临的新任务是将地球表层与地球内部过程连接起来研究。