古近纪气候和海洋环流对大气二氧化碳和古地理演化的响应
发布时间：2021-08-28 02:20
古近纪时期的地球经历了从温室气候向冰室气候的转变。早始新世是新生代以来最温暖的时期,与当时大气二氧化碳浓度（[CO2]atm）较高有关,被认为是地球将来气候的一个潜在参照。因此,对早始新世气候进行数值模拟,并与指标数据进行对比,可以评估模式对温室气候的模拟能力,并增进对地球过去和将来气候的理解。本文首先在DeepMIP框架下模拟了古新世末-早始新世气候,并将模拟结果与指标进行全面对比。研究发现,在全球尺度上,当模式中[CO2]atam分别为1120 ppm左右,4480 ppm左右,以及1120-2240 ppm之间时,模拟温度与古新世末、古新世-始新世极热气候期（PETM）和早始新世气候适宜期（EECO）指标温度的匹配性最好,但存在低纬过热和高纬过冷的偏差。在[C02]atm为1120 ppm时,中纬度EECO时期陆表温度的模拟-指标结果的差异最小,该[CO2]atm也与重建结果相近,说明中纬陆表可能最好地表征了早始新世时期的气候状态。其次,以往研究表明古近纪时期的海洋环流受到[CO2]atm和古地理演化的控制,但早始新世时期欧亚大陆边缘海演化的效应却少有关注。本文通过数值模拟发现,...
【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：134 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１基于陆地和海洋各类指标重建的新生代以来深海温度（上）和［ｃｏ２］ａｔｍ?（下）的演化??历史（Ｊａｇｎｉｅｃｋｉ?ｅｔ?ａｌ．，?２０１５?）??１．?１．２古近纪海洋温盐环流演化??
?停滞会导致北半球高祎地区变冷，南半球变暖，赤道辐合带（Ｉｎｔｅｒｔｒｏｐｉｃａｌ??Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ?Ｚｏｎｅ，简称ＩＴＣＺ）南移，南亚季风减弱等一系列气候响应（ｅ．ｇ．?Ｚｈａｎｇ??ａｎｄ?Ｄｅｌｗｏｒｔｈ，?２００５；?Ｓｔｏｕｆｆｅｒ?ｅｔ?ａｌ．，?２００６；?Ｋａｎｇ?ｅｔ?ａｌ．，?２００８?）〇???＾??＼ｖ?】ｉ，?—＾?／??｛?＼Ｊ（??ｖ?ＪｙＶ??■?—?—??Ｉ?Ｉ?Ｓａｌｉｎｉｔｙ?（ＰＳＳ＞??３２?３４?３６?３８??图１．２大洋温盐环流（经向翻转环流）示意图，红色代表表层环流，蓝色代表深层环??流，填色为表层盐度分布。ＰＳＳ（Ｐｒａｃｔｉｃａｌ?ｓａｌｉｎｉｔｙ?ｓｃａｌｅｓ）为盐度单位。引自Ｒｏｂｅｒｔ?Ｓｉｍｍｏｎ，??ＮＡＳＡ??温盐环流本身是一个活跃的动态系统，其对气候和地理变化（如格陵兰冰川??融化）均较为敏感。古海洋和古气候指标证据记录了?ＡＭＯＣ在不同时间尺度上??发生过大的突变，尤为突出的是其在末次冰消期千年尺度上的变率。ＡＭＯＣ的??变化被广泛地认为在历次古气候演变事件中扮演重要角色，例如新仙女木事件??（Ｙｏｕｎｇｅｒ?Ｄｒｙａｓ），它可能与末次冰消期北美大量的冰川融水注入大西洋，导致??温盐环流突然减弱有关（Ｆａｉｒｂａｎｋｓ，?１９８９）。??在构造尺度上，温盐环流受控于洋盆古地理和古气候的演化，重点关注的是??深层水形成区域的变化。最近的一项早白垩世以来南大西洋洋盆演化历史的重建??结果（Ｐ６ｒｅｚ－ＤｉａｚａｎｄＥａｇｌｅｓ，２０１７）表明，￣１００－８４Ｍａ时，南大西洋北部和中大??４??
西海盆已达５０００??ｍ深，但它们之间因受Ｒｉｏ?Ｇｒａｎｄｅ隆起两侧Ｖｅｍａ?Ｇａｐ和Ｈｕｎｔｅｒ?Ｇａｐ的限制，主??要进行中层水（＜２０００ｍ）的交换；而东侧的安哥拉海盆（ＡｎｇｏｌａＢａｓｉｎ）和察配??海盆（Ｃａｐｅ?Ｂａｓｉｎ）之间的水体交换则更为局限。进入古近纪，南大西洋继续加??深加宽，到早始新世时，西侧阿根廷海盆和巴西海盆已深达５５００ｍ；始新世末，??Ｖｅｍａ?Ｇａｐ和Ｈｕｎｔｅｒ?Ｇａｐ加深至３０００－３５００?ｍ，己允许除底层水之外的所有水体??经此进行交换（图１．３）。中始新世时（￣４０Ｍａ），东侧安哥拉海盆和察配海盆之??间的鲸湾海岭（Ｗａｌｖｉｓ?Ｒｉｄｇｅ）区域深达３０００ｍ，两个海盆之间的水体交换变得??更为活跃。晚白垩世以来南大西洋经历了逐渐开放、流通的过程，将全球各个主??要洋盆连通起来，对全球洋流系统产生重要影响（Ｒｏｂｉｎｓｏｎｅｔａｌ．，２０１０；?ＭａｃＬｅｏｄ??ｅｔ?ａｌ．，?２０１１；?Ｂａｔｅｎｂｕｒｇ?ｅｔ?ａｌ．，?２０１８?）。??圓??，?，???！??＇？〇０〇?＇ＳＳ９？?＾?＇７〇０〇?－Ｓｏｏ?（ｍ）??图１．３早始新世（５０?Ｍａ）南大西洋古水深重建（Ｐ红ｅｚ－Ｄｉ＇ａｚ?ａｎｄ?Ｅａｇｌｅｓ，?２０１７）。右上和右??下分别为在所用数据和模型不确定性范围内的最浅、最深估计。图中主要缩写的含义：??ＢＢ－巴西海盆；ＡＢ－阿根廷海盆；ＡｎＢ－安哥拉海盆；ＣａＢ－察配海盆；ＲＧ－Ｒｉｏ?Ｇｒａｎｄｅ；?ＷＲ－??賴湾海岭??在深层水生成位置方面，学者基于Ｃ、Ｎｄ同位素指标和数值模拟识别、重??建出了晚白垩世至古近纪早期的多个深层水源区，主要包
【参考文献】：
期刊论文
[1]Reconstructing early Eocene（～55 Ma） paleogeographic boundary conditions for use in paleoclimate modelling[J]. Zhilin HE,Zhongshi ZHANG,Zhengtang GUO. Science China（Earth Sciences）. 2019(09)
[2]New eolian red clay sequence on the western Chinese Loess Plateau linked to onset of Asian desertification about 25 Ma ago[J]. QIANG XiaoKe1, AN ZhiSheng1, SONG YouGui1, CHANG Hong1, SUN YouBin1, LIU WeiGuo1, AO Hong1, DONG JiBao1, FU ChaoFeng2, WU Feng1, LU FengYan1, CAI YanJun1, ZHOU WeiJian1, CAO JunJi1, XU XinWen1 & AI Li1 1 State Key Laboratory of Loess and Quaternary Geology (SKLLQG), Institute of Earth Environment, Chinese Academy of Sciences, Xi’an 710075, China; 2 Key Laboratory of Western Mineral Resources and Geological Engineering of Ministry of Education, Chang’an University, Xi’an 710065, China. Science China（Earth Sciences）. 2011(01)
[3]大洋温盐环流与气候变率的关系[J]. 周天军,张学洪,王绍武. 科学通报. 2000(04)
本文编号：3367587
【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：134 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１基于陆地和海洋各类指标重建的新生代以来深海温度（上）和［ｃｏ２］ａｔｍ?（下）的演化??历史（Ｊａｇｎｉｅｃｋｉ?ｅｔ?ａｌ．，?２０１５?）??１．?１．２古近纪海洋温盐环流演化??
?停滞会导致北半球高祎地区变冷，南半球变暖，赤道辐合带（Ｉｎｔｅｒｔｒｏｐｉｃａｌ??Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ?Ｚｏｎｅ，简称ＩＴＣＺ）南移，南亚季风减弱等一系列气候响应（ｅ．ｇ．?Ｚｈａｎｇ??ａｎｄ?Ｄｅｌｗｏｒｔｈ，?２００５；?Ｓｔｏｕｆｆｅｒ?ｅｔ?ａｌ．，?２００６；?Ｋａｎｇ?ｅｔ?ａｌ．，?２００８?）〇???＾??＼ｖ?】ｉ，?—＾?／??｛?＼Ｊ（??ｖ?ＪｙＶ??■?—?—??Ｉ?Ｉ?Ｓａｌｉｎｉｔｙ?（ＰＳＳ＞??３２?３４?３６?３８??图１．２大洋温盐环流（经向翻转环流）示意图，红色代表表层环流，蓝色代表深层环??流，填色为表层盐度分布。ＰＳＳ（Ｐｒａｃｔｉｃａｌ?ｓａｌｉｎｉｔｙ?ｓｃａｌｅｓ）为盐度单位。引自Ｒｏｂｅｒｔ?Ｓｉｍｍｏｎ，??ＮＡＳＡ??温盐环流本身是一个活跃的动态系统，其对气候和地理变化（如格陵兰冰川??融化）均较为敏感。古海洋和古气候指标证据记录了?ＡＭＯＣ在不同时间尺度上??发生过大的突变，尤为突出的是其在末次冰消期千年尺度上的变率。ＡＭＯＣ的??变化被广泛地认为在历次古气候演变事件中扮演重要角色，例如新仙女木事件??（Ｙｏｕｎｇｅｒ?Ｄｒｙａｓ），它可能与末次冰消期北美大量的冰川融水注入大西洋，导致??温盐环流突然减弱有关（Ｆａｉｒｂａｎｋｓ，?１９８９）。??在构造尺度上，温盐环流受控于洋盆古地理和古气候的演化，重点关注的是??深层水形成区域的变化。最近的一项早白垩世以来南大西洋洋盆演化历史的重建??结果（Ｐ６ｒｅｚ－ＤｉａｚａｎｄＥａｇｌｅｓ，２０１７）表明，￣１００－８４Ｍａ时，南大西洋北部和中大??４??
西海盆已达５０００??ｍ深，但它们之间因受Ｒｉｏ?Ｇｒａｎｄｅ隆起两侧Ｖｅｍａ?Ｇａｐ和Ｈｕｎｔｅｒ?Ｇａｐ的限制，主??要进行中层水（＜２０００ｍ）的交换；而东侧的安哥拉海盆（ＡｎｇｏｌａＢａｓｉｎ）和察配??海盆（Ｃａｐｅ?Ｂａｓｉｎ）之间的水体交换则更为局限。进入古近纪，南大西洋继续加??深加宽，到早始新世时，西侧阿根廷海盆和巴西海盆已深达５５００ｍ；始新世末，??Ｖｅｍａ?Ｇａｐ和Ｈｕｎｔｅｒ?Ｇａｐ加深至３０００－３５００?ｍ，己允许除底层水之外的所有水体??经此进行交换（图１．３）。中始新世时（￣４０Ｍａ），东侧安哥拉海盆和察配海盆之??间的鲸湾海岭（Ｗａｌｖｉｓ?Ｒｉｄｇｅ）区域深达３０００ｍ，两个海盆之间的水体交换变得??更为活跃。晚白垩世以来南大西洋经历了逐渐开放、流通的过程，将全球各个主??要洋盆连通起来，对全球洋流系统产生重要影响（Ｒｏｂｉｎｓｏｎｅｔａｌ．，２０１０；?ＭａｃＬｅｏｄ??ｅｔ?ａｌ．，?２０１１；?Ｂａｔｅｎｂｕｒｇ?ｅｔ?ａｌ．，?２０１８?）。??圓??，?，???！??＇？〇０〇?＇ＳＳ９？?＾?＇７〇０〇?－Ｓｏｏ?（ｍ）??图１．３早始新世（５０?Ｍａ）南大西洋古水深重建（Ｐ红ｅｚ－Ｄｉ＇ａｚ?ａｎｄ?Ｅａｇｌｅｓ，?２０１７）。右上和右??下分别为在所用数据和模型不确定性范围内的最浅、最深估计。图中主要缩写的含义：??ＢＢ－巴西海盆；ＡＢ－阿根廷海盆；ＡｎＢ－安哥拉海盆；ＣａＢ－察配海盆；ＲＧ－Ｒｉｏ?Ｇｒａｎｄｅ；?ＷＲ－??賴湾海岭??在深层水生成位置方面，学者基于Ｃ、Ｎｄ同位素指标和数值模拟识别、重??建出了晚白垩世至古近纪早期的多个深层水源区，主要包
【参考文献】：
期刊论文
[1]Reconstructing early Eocene（～55 Ma） paleogeographic boundary conditions for use in paleoclimate modelling[J]. Zhilin HE,Zhongshi ZHANG,Zhengtang GUO. Science China（Earth Sciences）. 2019(09)
[2]New eolian red clay sequence on the western Chinese Loess Plateau linked to onset of Asian desertification about 25 Ma ago[J]. QIANG XiaoKe1, AN ZhiSheng1, SONG YouGui1, CHANG Hong1, SUN YouBin1, LIU WeiGuo1, AO Hong1, DONG JiBao1, FU ChaoFeng2, WU Feng1, LU FengYan1, CAI YanJun1, ZHOU WeiJian1, CAO JunJi1, XU XinWen1 & AI Li1 1 State Key Laboratory of Loess and Quaternary Geology (SKLLQG), Institute of Earth Environment, Chinese Academy of Sciences, Xi’an 710075, China; 2 Key Laboratory of Western Mineral Resources and Geological Engineering of Ministry of Education, Chang’an University, Xi’an 710065, China. Science China（Earth Sciences）. 2011(01)
[3]大洋温盐环流与气候变率的关系[J]. 周天军,张学洪,王绍武. 科学通报. 2000(04)
本文编号：3367587
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