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北大西洋U1312站位4.1Ma以来的古海洋学变化及其环境意义

刘景昱  
【摘要】:晚上新世以来的全球气候变化以北半球大陆冰盖消长为特征。北大西洋因靠近冰盖生成区且容易受到海洋-大气-冰冻圈相互作用的影响,成为研究古气候变化的重点靶区。本文以“Ruddiman’s冰筏碎屑(IRD)带”南缘的IODPU1312站位的沉积记录为研究对象,在利用高分辨率亮度数据辅助,将G.ruberδ~(18)O调谐到LR04和U1308站位底栖δ~(18)O记录以构建年代框架的基础上,应用浮游δ~(18)O、δ~(13)C、海洋表层温度(SST)、IRD、有孔虫化石组合、粒度等代用指标,追溯4.1 Ma以来U1312站位记录的重大古海洋学事件,并对区域环境演化做了讨论。取得以下主要认识:1、U1312站位记录对晚上新世以来的区域环境变化可以起到脉络清晰的监视器作用:研究站位在2.52 Ma首次出现IRD沉积,标志着北极冰盖的影响力可在气候敏感期扩展至中纬地区。在~1.3–0.62 Ma期间,U1312站位记录响应了中更新世气候转型过程。研究站位~0.9 Ma出现明显的降温现象,IRD输入剧烈增加,体现了北半球冰盖的显著扩张。~0.65 Ma以后U1312站位记录的冰期-间冰期旋回的波动幅度变大,持续时间变长,IRD的数量和频率增加,并出现类海因里希事件,表明与特大冰盖和长期冰期相关的新的冰盖动力学模式已经建立并开始大规模主导区域环境。2、中更新世(~1.3 Ma)以来U1312站位的SST演化主要受控于斜率和偏心率周期主导的轨道强迫,在此背景下的表层洋流重组和海洋锋面位置摆动的作用也不容忽视。总体而言,中更新世以来U1312站位主要受北大西洋流水团的持续影响,但在海洋氧同位素阶段(MIS)24–22、MIS 12、MIS 8,SST明显降温,极地/亚极地水团入侵,IRD含量增加,说明此时北极锋可能移动至U1312站位附近甚至更南部的位置,表层环流发生重大重组。而在MIS 17、MIS 13、MIS 11和MIS 5的间冰期峰值期间,SST较为温暖,表明亚速尔锋面向北移动,亚热带水团对U1312站位的影响增加。3、站位记录所反映的重要异常事件及其控制因素值得重点关注。如MIS 16期间首次出现标志着类海因里希事件的哈德逊海峡来源的碎屑碳酸盐物质,且SST和IRD输入之间存在解耦,说明劳伦泰冰盖迅速扩张导致的冰山排放增加是触发类海因里希事件的首要因素。MIS 12期间经历了~1.3 Ma以来最大幅度的降温,在冰消期的IRD中存在碎屑碳酸盐,且MIS 11期间异常温暖,可能响应了中布容事件,此时的驱动因素除了轨道强迫和洋流作用,还需要额外的气候机制。


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