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《中国科学院研究生院(海洋研究所)》 2011年
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西菲律宾海2.36Ma以来古海洋学研究

孙晗杰  
【摘要】:本论文基于IMAGES XIV MD155-Marco Polo 2航次MD06-3050岩芯(15°57.0943′N, 124°46.7747′E,水深2967 m)的浮游有孔虫氧碳同位素,沉积物中碳酸盐含量,钙质超微化石特征种属相对丰度等古环境替代指标,讨论了西菲律宾海2.36 Ma以来的古海洋学变化特征。 MD06-3050岩芯浮游有孔虫G.ruber的氧同位素记录与LR04标准氧同位素曲线进行对比,建立了西菲律宾海2.36 Ma以来的年代模式。几个钙质超微化石及有孔虫地层学事件验证了氧同位素年代的可靠性。 应用MD06-3050岩芯和MD06-3047岩芯进行第四纪钙质超微化石地层学研究,识别了7个钙质超微化石地层学事件,分别是Discoaster Brouweri的末现, Calcidiscus macintyrei的末现, Large Gephyrocapsa的初现, Large Gephyrocapsa的末现, Pseudoemiliania lacunosa的末现, Gephyrocapsa Caribbeanica的快速增长,以及Emiliania huxleyi的初现。结果表明钙质超微化石地层学在西菲律宾海区的应用具有可靠性,为西太海区第四纪氧同位素地层学提供了可靠的年代控制点。 在MD06-3050岩芯中发现了澳亚散落区微玻陨石的分布。通过氧同位素地层学校正,得到了天外物体撞击事件发生时间大约在794±2 ka,与其它海区该微玻陨石发生时间具有一致性。 浮游有孔虫表层种G.ruber和次表层种P.obliquiloculata的氧同位素差值显示了2.36Ma以来西菲律宾海温跃层具有长期的变动特征。而颗石藻下透光带种属Florisphaera profunda则用来指示1040 ka以来该海区营养跃层的冰期/间冰期变化特征,且在中布容事件前后呈现相反的变动趋势。温跃层/营养跃层变动的最大特征是MIS13之后,两者呈现不同步。 对浮游有孔虫G.ruber和P.obliquiloculata的氧碳同位素进行滤波分析,其结果显示了中更新过渡时期(MPT)的周期转型特征。根据有孔虫氧碳同位素记录及碳酸盐百分含量等指标,认为MPT大约开始于1.0 Ma。各替代性指标在MPT的记录说明了该时期气候系统发生深刻变化,且该研究进一步表明MPT为一个过渡性的气候时期,而非快速变化的气候事件。另外,δ13C和碳酸盐含量的变化在MPT时期领先于上部水体结构变动。 沉积物中碳酸盐百分含量在冰期高,而在间冰期低。应用浮游有孔虫碳同位素差值作为古生产力替代指标,表明冰期时生产力高而间冰期生产力低。有孔虫碎壳率和大于63μm粗组分指示溶解作用在冰期弱而在间冰期强。因此,认为该海区的碳酸盐变化呈现太平洋型旋回,主要受到溶解作用和生产力的共同控制。 有孔虫次表层水种P.obliquiloculata碳同位素重值现象叠加于冰期-间冰期旋回之上,显示了第四纪以来的长周期性。对比MD06-3050岩芯与其它海区岩芯的δ13C记录,识别了六次重大的全球范围内δ13C重值事件。值得注意的是,这六次δ13C重值事件恰好同碳酸盐含量快速降低以及强烈的溶解条件相对应,推断全球碳库相对应发生了重大改变,且碳库变动可能与全球气候变化有关。
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