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白垩纪松辽盆地及邻区年际古气候

田兴  
【摘要】:高分辨率古气候研究已然成为目前研究全球气候变化的热点与难点。相关材料如树木年轮、珊瑚、冰芯、石笋、年纹层等,为开展高分辨率研究提供了基础物质条件。相对于其它高分辨率地质记录来说,由于年纹层分布广泛,持续时间较长,并且携带了大量的古气候信息,因此可以反映区域生物学、地球化学、沉积学对季节性驱动力的响应;加上年纹层本身可以提供反映沉积环境和气候变化的精确计年,使得年纹层在重建全球古气候演化中具有特殊的地位和意义。对于湖泊年纹层的研究,不仅可以提供高精度并且连续的纹层年代学时间标尺,年纹层的厚度、含有物等更是蕴藏了大量季节性古气候与古环境信息。本文通过对中国东北地区白垩纪的年纹层研究,以窥探白垩纪时期厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)、太阳活动等信息。厄尔尼诺和拉尼娜统称为ENSO,它们是导致地球上极端气候变化,影响全球生态系统和农作物生长的主要气候因素。然而,随着全球变暖,ENSO将如何演变是现在学术界广泛关注的问题。有人认为,随着全球气候变暖,可能会出现“永久的厄尔尼诺”状态。由于缺乏季节性和年际变化的证据,这一假说仍然存在争议。本文有幸观察到了辽西四合屯鸟化石博物馆早白垩世剖面的义县组年纹层、辽北秀水盆地早白垩世义县组年纹层及松辽盆地晚白垩世嫩江组年纹层。研究表明,辽西义县组年纹层和松辽盆地嫩江组年纹层的碎屑年纹层可能与季节性降水关系密切,而秀水盆地义县组年纹层则可能主要为微生物席成因。统计分析发现,这些湖相年纹层存在明显的2-7年周期,这些周期与模拟的ENSO周期以及现代的ENSO周期极为相似,频率(缺乏5年以上的周期)和标准偏差均高于现今的ENSO。因此,这一现象表明,在白垩纪温室气候条件下可能存在着更强的ENSO。这一认识不支持“永久的厄尔尼诺”假说。太阳周期作为调节地球气候系统的主要地外因素之一,在地质历史时期是否存在类似的影响值得深入探讨。本文通过年纹层的统计分析,尤其在秀水盆地微生物席成因的早白垩世年纹层中发现了较强、较多的太阳活动周期,比如发现了~11年的施瓦贝太阳黑子周期、~22年的黑尔周期,以及30-45年的布鲁克来周期。更重要的是,我们通过汇总整个深时太阳活动周期的年纹层记录,发现自古元古代以来,~11年的施瓦贝太阳黑子周期和~22年的黑尔周期变化不大,说明太阳活动自元古代以来一直都较为稳定地影响着地球的气候系统。


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