近2Ma帕里西-维拉海盆沉积物中碎屑组分粒度特征及其物源和古气候意义

对帕里西-维拉海盆PV090102孔深海沉积物中碎屑组分进行了粒度分析。结果表明,沉积物碎屑组分的平均粒径为3.2μm,粒径总体变化范围在0.5~32μm,粒度频率分布呈双峰负偏态特征。利用Weibull分布函数对粒度数据进行拟合,分离出粗、细两个不同的端元组分。细粒端元的粒径分布范围较窄,大多在0.5~16μm,峰值较高,众数粒径约为2μm,其特征与北太平中部风尘一致,推测主要为来源于亚洲大陆的风尘,它的百分含量在60%~90%,是碎屑组分的主要物质来源。粗粒端元的粒径分布范围较宽,约为1.6~32μm,峰较扁平,粒径的众数在10μm左右,主要是来自于周围海脊和岛弧的火山物质。PV090102孔沉积物碎屑组分中不同粒度组分对近2 Ma以来亚洲大陆干旱和大气环流系统增强有很好的响应,同时还记录了0.5 Ma以来西太平洋火山活动增强。这些研究结果表明西北太平洋沉积物的粒度组成有助于重建第四纪以来东亚大陆干旱和大气环流历史。     

楚科奇海R12a沉积柱状样500年以来生物标记物记录

通过多参数生物标志物法对取自中国第二次北极考察的R12a岩心顶部40 cm样品进行了浮游植物和种群结构变化的研究,获得了500 a以来浮游植物初级生产力和种群结构变化信息。结果表明:R12a岩心在过去的500多年来,所记录的海洋初级生产力呈上升趋势,单一藻类的生产力总体上也呈现上升趋势。浮游植物种群结构主要表现为颗石藻相对含量下降,硅藻相对含量上升,甲藻没有明显的波动,这可能与北太平洋水输入决定的楚科奇海营养盐结构及夏季海冰覆盖变化有关。     

书海拾贝

快速变化中的北极海洋环境张占海著科学出版社出版2003年7-9月,由国家海洋局主持,国家海洋局极地考察办公室组织实施了中国第二次北极科学考察。考察队由"雪龙"号科学考察破冰船承载,前往北极洋加拿大海盆,考察了北纬80°以南的大范围海域,对北极海洋、海冰、大气进行了全面考察。     

融冰期北极楚科奇海陆架中心区硅限制与来源补充

相对氮亏损(N:P约为7,小于16)的太平洋入流水携带的营养盐是支撑北冰洋上层生态系统的重要物质基础。海冰消退,光限制消失,楚科奇海陆架存在强烈的营养盐消耗与利用,广泛认为其表现为氮限制,因此该区域重点关注氮元素循环,对于硅元素的相关研究较少。本文基于2016年中国第七次北极科学考察和中国-俄罗斯首次联合北极科学考察两个同步进行的航次调查结果,全面展示了融冰期整个楚科奇海陆架区的营养盐分布格局。结果显示,硝酸盐和亚硝酸盐表层基本耗尽;硅酸盐表现为中心低,周围高,陆架中心区是强烈的硅限制区域,受到硅和氮的共同限制。沿着太平洋入流方向,S01、R01、LV77-01站位30 m以深硅酸盐浓度高于太平洋入流水端员,说明沉积物孔隙水向底层水释放硅酸盐,因此在浅水陆架区孔隙水可作为上层海洋硅酸盐的潜在来源。本研究结合文献数据计算得到楚科奇海陆架沉积物-水界面硅酸盐年通量为630.78 mmol·m^-2·a^-1,总量为3.75×10¹¹ mol·a^-1,是太平洋入流水所携带硅酸盐年通量的一半(6.59×10¹¹ mol·a^-1),表明沉积物孔隙水也是楚科奇海陆架硅酸盐的重要来源。     

海底水－沉积物界面系统中稀土元素的变化及配分特征

本文利用“大洋多金属结核调查”期间“海洋４”号调查船ＨＹ_４－８７１、８８１航次在东太平洋海盆取得的底层水、沉积物、间隙水及多金属结核样品，对比研究了稀土元素（ＲＥＥ）在海底水－沉积物界面系统不同物质相中的分布变化及配分特征。结果表明，在大洋氧化性沉积物间隙水中ＲＥＥ相对于底层水亏损。除Ｃｅ外，沉积物与多金属结核ＲＥＥ含量较为接近。底层水、沉积物、间隙水ＲＥＥ配分特征极为相似，都表现出中稀土相对于轻、重稀土的轻度分离和富集，Ｃｅ表现为负异常。多金属结核中中稀土也有类似的富集倾向，但Ｃｅ主要表现为正异常。随深度的增加，沉积物ＲＥＥ含量增加，但其配分模式不变。     

基于210Pb测年法的楚科奇海陆架北缘有机碳沉积通量研究

有机碳沉积作用在一定时间尺度上形成海洋碳汇作用的最终净效应,北冰洋陆架的有机碳沉积作用在全球碳循环中有着尤为重要的地位。为了测定楚科奇海陆架的有机碳沉积通量,本文应用210Pb测年法对中国第3次北极考察R17站位的沉积物样品的年龄及沉积速率进行了分析测定,并结合表层沉积物中有机碳的含量计算得到了楚科奇海陆架北缘的有机碳沉积通量。结果显示,该站位的沉积速率为0.6 mm/a,表观沉积质量通量为0.72 kg/m2/a,有机碳沉积通量为517 mmol C/m2/a。经估算,真光层输出的有机碳中约有29 %被长期封存在沉积物中,远高于中低纬度的正常值（~10 %）,说明楚科奇海陆架区具有高效的碳汇作用。     

北极加拿大海盆2003年和2008年上层海洋热含量的差异分析

主要利用2003年和2008年两次夏季北极科学考察的CTD数据处理了加拿大海盆上层海洋的热含量(这里上层海洋指的是200m以上的海洋),定量分析了热含量随深度的变化,并比较分析了这两年在夏季海冰融化期间热含量的垂向差异变化,以及影响热含量变化的因素,给出了上层海洋热含量在加拿大海盆的空间分布。2008年与2003年相比最显著的变化是在加拿大海盆开阔水域的增加,这将导致太阳辐射能进入海洋中的能量增加,同时海冰的大量融化带来了大量淡水,这些变化改变了上层海洋的温盐性质。海冰大量融化主要产生两个效应：一是上层海洋的普遍增暖,二是太平洋入流水体的下移。文中还分析了近年来在加拿大海盆中变化显著的次表层暖水现象,由于次表层暖水蕴含着不小的热含量,其在上层海洋热量平衡中的作用不容忽视。     

北极海冰快速减少期间加拿大海盆上层海洋夏季淡水含量变化

北极海冰近年来快速减少,北冰洋淡水含量也出现了急剧变化。加拿大海盆作为北冰洋淡水的主要存储区域,研究其淡水含量变化对于认识北冰洋淡水收支有重要意义。本文根据2003年、2008年中国北极考察以及2004年至2007年的加拿大考察数据进行计算,发现除2006年以外,夏季加拿大海盆淡水含量在此期间每年增加1m以上厚度。增加主要发生在冬季白令海水以上的上层海水中,而在此之下,淡水含量维持在3m左右,没有显著年际差异。在2006年,加拿大海盆西部上层淡水含量略微减少,但东部和北部海域淡水含量仍略有增加。与2003年相比,2008年加拿大海盆中心海区淡水含量增加量最高可达7m。分析表明,近年来的海冰减退对加拿大海盆上层淡水含量的增加起着重要作用,北极涛动(AO)正负相位变化也是控制其淡水含量变化的一个重要因素。而降水、径流以及白令海峡入流水的变化对加拿大海盆淡水含量变化影响较小。     

海盆沉积“源-汇”系统分析:南海北部珠江海谷-西北次海盆第四纪深水浊积扇

运用近年来采集的高分辨率地震资料和多波束测深数据,在珠江海谷及西北次海盆深海平原区发现大规模发育的第四纪重力流沉积体系,该沉积体系沿珠江海谷以北西-南南东方向贯穿整个北部陆坡,进入西北次海盆后呈扇形展开,形成珠江海谷-西北次海盆大型深水浊积扇系统。据沉积体系空间展布特征差异,将珠江海谷划分为北、中、南三段,北段为过路侵蚀和水道下切,中段以水道充填和天然堤沉积为主,南段以水道-天然堤和朵叶体沉积共存为特征,揭示出北部陆坡珠江海谷是珠江口外陆缘物质输送海盆深海平原的主要通道;海盆区总体以朵叶体发育为特色,呈扇形展布。深水扇系统可分为三期次沉积体,其区域结构记录了重力流沉积物从侵蚀、卸载到南海海盆作为限制性盆地接收陆源沉积物的全过程,为“源-渠-汇”的研究构建了一个完美的范例。本文以珠江海谷-西北次海盆第四纪深水浊积扇沉积体系为例,完整地揭示了水道-扇体的组构和特征,清晰呈现了陆坡-海盆砂体展布的规律,可为建立南海北部新近纪早期深水扇形成模式提供参考,有助于指导南海深水油气勘探工作。     

楚科奇海陆架沉积物中几种低环的多环芳烃的垂直分布特征

于2014年中国第6次北极科学考察期间,采集了楚科奇海陆架4根沉积物柱状样,据此开展了其中几种低环的多环芳烃(PAHs)的总体水平调查,并结合~(210)Pb测年,探讨了其垂直分布特征及历史沉降规律。结果表明,楚科奇海陆架沉积物中几种低环PAHs含量变化范围为50—1 553 ng·g~(–1),总体处于较低水平,且与粒径变化关系不明显。楚科奇海陆架区沉积物的沉积速率为0.05—0.19 cm·a~(–1),低环PAHs垂直变化较小,总体受人类影响极少,局部高值可能受到石油渗漏或成岩作用等过程的影响。