西北印度洋卡尔斯伯格脊扩张演化及其全球变化响应

发布时间：2017-12-17 21:31

  本文关键词：西北印度洋卡尔斯伯格脊扩张演化及其全球变化响应

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【摘要】：大洋中脊作为板块的边界,伴随着地球内部与表层的物质能量交换,是研究地球系统相互作用重要的研究场所之一。近年来一些研究表明,洋中脊附近海底地貌之中蕴含有符合天文轨道参数的周期(23,41和100 kyr)。冰期旋回将水在大陆与海洋之间重新分配,海平面变化引起了上地幔压力改变,进而影响到地球内部流体运移。已有的研究表明,海底地貌可以作为一种反映海平面变化的替代指标进行古气候研究。但是,究竟海平面变化与海底地形之间具体有怎样的响应关系还需要进一步的研究。目前已有研究成果多是针对中快速扩张洋脊,对于慢速扩张洋中脊还很少研究。西北印度洋卡尔斯伯格脊长约1500 km，全扩张速率24.6～34.4 mm/a,是一条慢速扩张洋脊。我国大洋28和33航次对于西北印度洋卡尔斯伯格脊进行了热液硫化物调查,本文选取此航次获取的多波束地形资料进行天文旋回研究。在构造相对稳定的洋脊段(66°E,3°N附近)选取了两条垂直于洋中脊的多波束地形剖面,在已有的磁性年代框架的约束下,对研究剖面进行年代学分析,获得了如下认识与结论：1.通过利用在大洋磁条带的磁性年代框架对地形剖面进行调谐,获得的时间域的地形剖面具有明显的500～300 kyr以及100 kyr周期,这些周期应分别对应于轨道周期的405 kyr和100 kyr的长短偏心率周期,因此本文认为洋脊的扩张可能是受长短偏心率周期驱动的。2.利用天文旋回的分析方法,对剖面进行100 kyr周期调谐,将地形的高点对应到偏心率周期低值时期,获得卡尔斯伯格脊扩张的时间序列,其频谱分析图显示出很强的～400 kyr和100kyr信号以及较弱54 kyr信号。100 kyr周期旋回的信号在800 ka以来显示较为显著,这与中更新世以来100kyr短偏心率周期是对地球气候变化占主导驱动因素的结论一致。3.根据获得的高分辨率天文年代标尺计算的卡尔斯伯格洋脊的扩张速率,发现中央裂谷段扩张速率较快,而裂谷两侧较慢,且扩张速率具有～2.4 Myr和400kyr的长偏心率周期的变化规律。通过比较时间域地形剖面与扩张速率的400 kyr周期,发现他们具有相同的变化趋势,这说明洋中脊的扩张时在横向(扩张速率)和纵向(地形起伏)上是同时变化的。4.通过把理论的偏心率与时间域的卡尔斯伯格洋脊地形剖面以及海平面变化曲线对比,发现800 ka以来卡尔斯伯格洋脊地形剖面的100 kyr的变化周期与海平面变化的100 kyr的偏心率周期具有明显的反相位对应关系,即洋中脊快速扩张期是海平面的低值时期,也是偏心率的低值时期。这说明偏心率低值期是地球上的冰期发育时期,也是海平面相对较低的时期,可以推测海平面的变化是受到偏心率的驱动；同时海平面降低,洋中脊上覆压力减小,会促使洋中脊岩浆上涌,加速大洋中脊的扩张,所以大洋中脊的扩张又受到了海平面变化的驱动；由此我们可以推测,大洋中脊的扩张也是受天文轨道参数变化所驱动的。5.大洋中脊在冰期加剧扩张,同时释出放大量热量和二氧化碳等温室气体,这对冰期气候产生负反馈作用,因此洋中脊的扩张也影响地球气候系统的变化。
【学位授予单位】：中国地质大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P736.1

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本文编号：1301649