地球圈层相互作用中的深海过程和深海记录（II）：气候变化的热带驱动与碳循环

地球轨道变化驱动冰期旋回的理论是气候演变研究在20世纪的最大突破。然而以65°N太阳辐射量为准的传统轨道理论，忽视了低纬区和碳循环的作用。本项目以“西太平洋暖池”为重点，通过地质资料和气候数值模拟的结合，揭示了“西太平洋暖池”和东亚季风发育的阶段性，发现了暖池海区冰消期表层水升温超前于北半球冰盖的融化。在南沙海区发现了碳同位素有40~50万年长周期，经过全球对比和对意大利上新世地层的实测与分析，证明这是世界大洋碳储库对于地球运行轨道偏心率长周期的响应，并推测是通过浮游植物群改变有机碳在海洋碳沉积中的比例所致。研究表明热带驱动和碳循环在气候演变中重要性，其正确认识是预测气候长期演变趋势的前提。是“深海973”项目总结报道之后的续篇，对上述成果作专题讨论。     

赤道西太平洋晚第四纪古生产力变化:ODP 807A孔的记录

通过研究翁通-爪哇海台ODP807A孔顶部岩心微体古生物和有孔虫同位素的变化, 探讨冰期旋回中赤道西太平洋晚第四纪古生产力的变化.多种古生产力替代指标揭示出赤道西太平洋古生产力自深海氧同位素13期以来总体呈升高趋势, 具有冰期高、间冰期低的特征.温跃层替代指标显示该海域温跃层变化不具有简单的冰期-间冰期变化模式, 而是分为2个阶段: 280ka以前温跃层平均深度较浅, 呈现高幅低频波动; 280ka以后温跃层平均深度变深, 呈现低幅高频波动.古生产力和温跃层变化模式的明显差异说明温跃层变化不是赤道西太平洋表层生产力波动的主要原因.807A孔古生产力变化与西北太平洋风尘通量变化基本一致, 所以提出来自亚洲中东部的风尘对于提高赤道西太平洋生物生产力可能具有重要意义.      

深入探索全球变化机制——国家自然科学基金委重大研究计划的战略研究

全球变化作为历史上第一个由科学界提出的全球性政治问题,强有力地推动着学科发展.同时,国际主流意识在全球变暖问题上几十年来的巨大变化和当前面对的剧烈争论,反映出全球变化理论认识上的不成熟性.当前,我国全球变化研究已获得国家重大科学研究计划的支持,国家自然科学基金委可以集中力量支持变化机制基础理论的深入探索,从地球系统科学的高度、在更大的时空范围内研究变化机理,力争在基础理论上有所突破.全球变化的机制,主要涉及温室气体的气候效应、CO2与生源要素循环和气候系统中的水循环三大基础科学问题.建议我国针对基础问题,结合本身特色,聚集力量采取以下举措:(1)开展长期观测—科学和技术的结合;(2)穿越时空尺度—不同过程的辨识;(3)促进学科交叉—发展比较行星学等学科;(4)设置大型计划—发挥我国自然条件的优势.藉以揭示地球系统的运行机制,促使我国的相应学科尽早实现从跟踪到创新、从"原料输出型"到"深加工型"的转变.     

冰期旋回中西太平洋边缘海的季节性与暖池的多变性

从南海南部到阿拉弗拉海 ,一系列低纬边缘海处在西太平洋暖池区内 .微体古生物、同位素和有机地球化学 3种标志 ,一致表明末次盛冰期时边缘海的表层水温比开放的西太平洋低得多 .冰期低海面时边缘海浅水区出露成陆 ,深水区水温下降 ,减弱了向大气输送水汽和热量的能力 ,造成暖池在冰期旋回中的多变性 .冰期时冬季风强化不仅使边缘海冬季表层水温下降、季节温差加大 ,而且为热带岛屿带来水汽 ,造成山地雪线和植被带下移 ,可能为解释“热带海区古温度之谜”提出了新途径     

运用超微化石探索晚第四纪冲绳海槽上层海水垂向结构的变化

下透光带钙质超微化石Florisphaeraprofunda的相对丰度 ,为揭示混合层厚度等海水上层结构的变化提供了新的可能 .冲绳海槽南北 3个站位近两万年来的沉积分析一致表明 ,F .profunda的百分比从冰期到全新世显著增高 ,海槽南部在距今约 4ka前再次一度减低 ,其变化与热带深层水种浮游有孔虫Pulleniatinaobliquiloculata的趋势一致 ,反映冰期时黑潮东移 ,海水混合层减薄 ,温跃层变浅 ,同时海水上层的浊度可能增大 .距今 4ka前黑潮可能再度东移 .     

中新世"碳位移,,事件在南海的记录

南海北部ODP1148A孔(18°50.17′N,116°33.93′E,水深3308.3m)中新世24～5Ma底栖有孔Cibicidoides wuellerstorfi和C.kullenbergi及18～5Ma浮游有孔虫Globigerinoides sacculifer两者的δ13C曲线总体上同步波动,呈现由早-中期重值向晚期轻值的演化趋势;记录了早-中期23.1～22.2和17.3～13.6Ma两次显著的正位移和晚期10.2～9.4和6.9～6.2Ma的两次负位移,这些位移都具全球意义,为南海与全球进行同位素地层学对比提供了基础,更是研究全球碳储库及其相关的气候变化的重要资料.     

南海北部近6 Ma以来的氧同位素地层与事件

通过对南海北部大洋钻探ODP1148站位1000余个浮游和底栖有孔虫样品进行稳定同位素分析,首次在南海将氧同位素地层学应用到距今约3Ma前,并揭示了南海北部近6Ma以来的古海洋学变化.底栖有孔虫δ18O表明南海深层水在约3.1Ma之前受温暖的太平洋中层水影响较强,在约3.1～2.5Ma之间显著降温,指示了北半球冰盖的形成.而浮游有孔虫δ18O反映的早、中上新世表层水的几次降温可能与南极冰盖波动有关,只有在约2.2～0.9Ma之间不可逆转的阶梯状降温才可能是对北半球冰盖形成与增长的响应.     

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...     

西太平洋边缘海对我国冰期干旱化影响的初步探讨

亚洲东部在冰期最为壮观的地理变化是边缘海大片浅海陆架的出露成陆。仅从我国到澳大利亚以北的三大浅海区,盛冰期成陆的面积便可达3.9×106km2.边缘海中的半封闭海,在冰期时发生海流改组,可以导致表层水温下降的异常。海区面积的减小和海水温度的下降,均导致蒸发量的降低。仅南海的估计,盛冰期水汽供应量便可减少800-1400×109m3/a,约相当现代我国年降水总量的1/8-1/4,是我国陆地冰期气候干旱化的重大因素。     

南海西沙海槽沉积物细菌多样性初步研究

对来自南海西沙海槽的深海沉积物进行总DNA提取,并构建细菌16S rDNA文库。细菌16S rDNA系统发育分析表明沉积物中细菌分属4个类群：变形杆菌(Proteobacteria)、浮霉菌(Planctomycene)、低G+C含量革兰氏阳性菌和放线菌(Actinobacteria),它们分别占总体的49%、22%、22%和7%。Proteobacteria类群又以δ Proteobacteria亚群占优势,其他分属α 和γ Proteobacteria亚群。Planctomycene和低G+C含量革兰氏阳性菌两个常见于浅海的类群,在西沙海槽沉积物的丰度高于其他深海沉积物,可能是随沉积物被浊流搬运至海槽。