西伯利亚极地海域第四纪以来古海洋环境研究进展
发布时间：2021-07-13 17:58
北极作为全球气候变化响应和反馈最为敏感的区域之一,对全球大气、海洋环流等都有着深远持久的影响。尤其是第四纪以来,北极冰盖的反复变化和海平面的波动不仅影响着白令海峡的关闭与开启、水团交换和洋流系统的变化,同时还影响着北冰洋边缘海陆架的暴露与淹没。西伯利亚极地海域,包括楚科奇海、东西伯利亚海和拉普捷夫海,作为环北冰洋最为宽阔的浅水陆架区,其在第四纪冰期-间冰期旋回中经历了海洋环境的重大变化。利用北冰洋主要边缘海——楚科奇海、东西伯利亚海和拉普捷夫海所开展的第四纪以来古海洋环境的研究成果,通过对比分析上述三个海域多指标重建的古海洋环境演变与古气候记录,全面系统地了解第四纪以来西伯利亚极地海域的古海洋环境演变历史,发现古洋流、古海平面、古海水温盐度等古海洋环境因子的变化,除在根本上要受地球轨道参数的周期性波动所引起的太阳入射辐射量的变化和地壳构造运动的影响外,还受到各种正负反馈机制和放大效应引起的北极冰盖扩张和退缩、冰川地壳均衡补偿、入海径流变化等因素的影响,为今后北极古海洋古气候研究工作的开展提供借鉴。
【文章来源】：极地研究. 2020,32(02)北大核心CSCD
【文章页数】：14 页
【部分图文】：
楚科奇海、东西伯利亚海、拉普捷夫海海流模式及入海径流分布图.黑色实线表示表层洋流,黑色虚线表示中层洋流[7-14].
楚科奇海受波弗特环流、东西伯利亚沿岸流、太平洋水、大西洋水影响强烈,更新世中期(大约2.7—0.7 Ma BP),北冰洋的海水垂直混合作用弱化,出现了咸淡水的分层现象,影响楚科奇海的波弗特环流逐渐形成[15]。但更新世晚期(75.46—73.35 ka BP间)的波弗特环流流向可能与现在相反,表现为逆时针方向[16-17],通过对加拿大海盆B78孔和楚科奇海台M03孔的IRD对比研究发现,两钻孔中第二次IRD事件出现时间明显不同,加拿大海盆B78开始于75.46 ka BP而楚科奇海台M03孔却开始于73.35 ka BP,这表明IRD可能被逆时针流向的波弗特环流从加拿大海盆搬运到楚科奇海台[16-17](图2)。第四纪晚期以来,波弗特环流大致表现为冰期偏弱、间冰期偏强的状态。在MIS2、MIS4、MIS6冰期,北冰洋巨厚的海冰阻碍了波弗特环流,使波弗特环流几乎消亡。尤其在MIS2期时(包括末次冰盛期与末次冰消期早期)在楚科奇海中西部(楚科奇深海平原和楚科奇海台)甚至覆盖着一个靠近亚欧大陆厚达1 km的冰盖,从而导致各种沉积物的含量急剧下降[18],楚科奇海台和北风脊的沉积速率均较低[1,7-8,10-11,18-21],且楚科奇海台边缘区的沉积速率高于海台内部与海盆内部[18,22]。而在MIS1、MIS3、MIS5等间冰期波弗特环流则有所增强、范围扩大,楚科奇海盆内沉积了大量来自班克斯岛、维多利亚岛和麦肯锡地区的陆源碎屑,其中,发生在MIS1暖期的两次IRD事件有显著的指示作用,它们分别对应末次冰消期末期的增暖和8.2 ka变冷事件后的升温事件[16,23-24]。楚科奇海陆坡在MIS3晚期的两次IRD事件中沉积下来的黏土矿物组成则与加拿大麦肯锡河的入海物质类似[7]。但进入全新世中期,因为气温升高,麦肯锡河流量增加,波弗特环流通过麦肯锡河口向西输送的陆源有机物减少[25]。西伯利亚沿岸流则与波弗特环流不同,冰期时出现显著增强。楚科奇海盆在冰期时沉积物粒度较细,Fe2O3、TiO2、K2O、Sc、V、Li、Y含量高,Mn与Co含量减少,Zr/Al值较大,反映了海域被海冰所覆盖,海洋底部处于缺氧还原环境,同时西伯利亚沿岸流不断增强,其携带的东西伯利亚海与拉普捷夫海的碎屑物质显著增多[15]。同时,在MIS2和MIS3早期楚科奇海大陆坡的沉积物矿物组成成分与东西伯利亚海相似,指示了较强的西伯利亚沿岸流[7],且每年9月是该沿岸流最强的时刻[26]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]北极楚科奇海ARC5-C01岩心硅藻主要种类组成和分带[J]. 张爱梅,陈敏,方琦,王承涛. 微体古生物学报. 2018(03)
[2]北极快速变化的生态环境响应[J]. 陈建芳,金海燕,白有成,庄燕培,李宏亮,李杨杰,任健. 海洋学报. 2018(10)
[3]西北冰洋及白令海沉积物颜色旋回与成因[J]. 谢昕,王汝建,肖文申,李悦. 科学通报. 2016(16)
[4]西北冰洋北风脊氧同位素5期以来的水体结构变化:来自有孔虫组合及其氧碳同位素的证据[J]. 段肖,王汝建,肖文申,章陶亮. 海洋地质与第四纪地质. 2015(03)
[5]末次冰消期后大西洋水进入楚科奇海台:来自介形虫化石群的证据[J]. 周保春,王汝建,梅静. 海洋地质与第四纪地质. 2015(03)
[6]楚科奇海陆坡ARC5-M06柱样晚更新世以来黏土矿物组成变化的古环境意义[J]. 章伟艳,于晓果,刘焱光,叶黎明,许冬,边叶萍,姚旭莹,郭海超,刘小娅. 海洋地质与第四纪地质. 2015(03)
[7]西北冰洋Chukchi Borderland晚第四纪冰筏碎屑记录及其古气候意义[J]. 章陶亮,王汝建,肖文申,段肖,胡正莹,梅静. 海洋地质与第四纪地质. 2015(03)
[8]北冰洋阿尔法脊晚第四纪沉积有机质的来源变化及其古环境意义[J]. 许冬,叶黎明,于晓果,葛倩,雷吉江. 极地研究. 2015(02)
[9]西北冰洋楚科奇海台08P31孔晚第四纪的古海洋学记录[J]. 梅静,王汝建,章陶亮,肖文申,陈志华,陈建芳,程振波,孙烨忱. 海洋学报. 2015(05)
[10]西北冰洋楚科奇海台08P23孔氧同位素3期以来的古海洋与古气候记录[J]. 章陶亮,王汝建,陈志华,陈建芳,程振波,孙烨忱. 极地研究. 2014(01)
博士论文
[1]北冰洋西部沉积物地球化学特征及环境指示意义[D]. 陈志华.中国海洋大学 2004
硕士论文
[1]北冰洋西部地区沉积物中碳酸盐的分布特征及其古海洋学意义分析[D]. 郁慧福.国家海洋局第一海洋研究所 2008
本文编号：3282532
【文章来源】：极地研究. 2020,32(02)北大核心CSCD
【文章页数】：14 页
【部分图文】：
楚科奇海、东西伯利亚海、拉普捷夫海海流模式及入海径流分布图.黑色实线表示表层洋流,黑色虚线表示中层洋流[7-14].
楚科奇海受波弗特环流、东西伯利亚沿岸流、太平洋水、大西洋水影响强烈,更新世中期(大约2.7—0.7 Ma BP),北冰洋的海水垂直混合作用弱化,出现了咸淡水的分层现象,影响楚科奇海的波弗特环流逐渐形成[15]。但更新世晚期(75.46—73.35 ka BP间)的波弗特环流流向可能与现在相反,表现为逆时针方向[16-17],通过对加拿大海盆B78孔和楚科奇海台M03孔的IRD对比研究发现,两钻孔中第二次IRD事件出现时间明显不同,加拿大海盆B78开始于75.46 ka BP而楚科奇海台M03孔却开始于73.35 ka BP,这表明IRD可能被逆时针流向的波弗特环流从加拿大海盆搬运到楚科奇海台[16-17](图2)。第四纪晚期以来,波弗特环流大致表现为冰期偏弱、间冰期偏强的状态。在MIS2、MIS4、MIS6冰期,北冰洋巨厚的海冰阻碍了波弗特环流,使波弗特环流几乎消亡。尤其在MIS2期时(包括末次冰盛期与末次冰消期早期)在楚科奇海中西部(楚科奇深海平原和楚科奇海台)甚至覆盖着一个靠近亚欧大陆厚达1 km的冰盖,从而导致各种沉积物的含量急剧下降[18],楚科奇海台和北风脊的沉积速率均较低[1,7-8,10-11,18-21],且楚科奇海台边缘区的沉积速率高于海台内部与海盆内部[18,22]。而在MIS1、MIS3、MIS5等间冰期波弗特环流则有所增强、范围扩大,楚科奇海盆内沉积了大量来自班克斯岛、维多利亚岛和麦肯锡地区的陆源碎屑,其中,发生在MIS1暖期的两次IRD事件有显著的指示作用,它们分别对应末次冰消期末期的增暖和8.2 ka变冷事件后的升温事件[16,23-24]。楚科奇海陆坡在MIS3晚期的两次IRD事件中沉积下来的黏土矿物组成则与加拿大麦肯锡河的入海物质类似[7]。但进入全新世中期,因为气温升高,麦肯锡河流量增加,波弗特环流通过麦肯锡河口向西输送的陆源有机物减少[25]。西伯利亚沿岸流则与波弗特环流不同,冰期时出现显著增强。楚科奇海盆在冰期时沉积物粒度较细,Fe2O3、TiO2、K2O、Sc、V、Li、Y含量高,Mn与Co含量减少,Zr/Al值较大,反映了海域被海冰所覆盖,海洋底部处于缺氧还原环境,同时西伯利亚沿岸流不断增强,其携带的东西伯利亚海与拉普捷夫海的碎屑物质显著增多[15]。同时,在MIS2和MIS3早期楚科奇海大陆坡的沉积物矿物组成成分与东西伯利亚海相似,指示了较强的西伯利亚沿岸流[7],且每年9月是该沿岸流最强的时刻[26]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]北极楚科奇海ARC5-C01岩心硅藻主要种类组成和分带[J]. 张爱梅,陈敏,方琦,王承涛. 微体古生物学报. 2018(03)
[2]北极快速变化的生态环境响应[J]. 陈建芳,金海燕,白有成,庄燕培,李宏亮,李杨杰,任健. 海洋学报. 2018(10)
[3]西北冰洋及白令海沉积物颜色旋回与成因[J]. 谢昕,王汝建,肖文申,李悦. 科学通报. 2016(16)
[4]西北冰洋北风脊氧同位素5期以来的水体结构变化:来自有孔虫组合及其氧碳同位素的证据[J]. 段肖,王汝建,肖文申,章陶亮. 海洋地质与第四纪地质. 2015(03)
[5]末次冰消期后大西洋水进入楚科奇海台:来自介形虫化石群的证据[J]. 周保春,王汝建,梅静. 海洋地质与第四纪地质. 2015(03)
[6]楚科奇海陆坡ARC5-M06柱样晚更新世以来黏土矿物组成变化的古环境意义[J]. 章伟艳,于晓果,刘焱光,叶黎明,许冬,边叶萍,姚旭莹,郭海超,刘小娅. 海洋地质与第四纪地质. 2015(03)
[7]西北冰洋Chukchi Borderland晚第四纪冰筏碎屑记录及其古气候意义[J]. 章陶亮,王汝建,肖文申,段肖,胡正莹,梅静. 海洋地质与第四纪地质. 2015(03)
[8]北冰洋阿尔法脊晚第四纪沉积有机质的来源变化及其古环境意义[J]. 许冬,叶黎明,于晓果,葛倩,雷吉江. 极地研究. 2015(02)
[9]西北冰洋楚科奇海台08P31孔晚第四纪的古海洋学记录[J]. 梅静,王汝建,章陶亮,肖文申,陈志华,陈建芳,程振波,孙烨忱. 海洋学报. 2015(05)
[10]西北冰洋楚科奇海台08P23孔氧同位素3期以来的古海洋与古气候记录[J]. 章陶亮,王汝建,陈志华,陈建芳,程振波,孙烨忱. 极地研究. 2014(01)
博士论文
[1]北冰洋西部沉积物地球化学特征及环境指示意义[D]. 陈志华.中国海洋大学 2004
硕士论文
[1]北冰洋西部地区沉积物中碳酸盐的分布特征及其古海洋学意义分析[D]. 郁慧福.国家海洋局第一海洋研究所 2008
本文编号：3282532
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