【摘 要】
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6 ka是地球气候环境演化的一个重要时期,历经末次盛冰期之后的气候转暖和海面上升过程,至此现代海洋环流格局基本成形,此后的海洋流场演化主要受千年和海洋尺度因素的影响。黄海暖流和黄海冷水团是黄海最重要的海洋动力过程,其形成过程和机制一直是海洋学界关注的重要科学问题。重建黄海的古环境和古海洋演化史,对系统认知黄海暖流和黄海冷水团的形成演化机制至关重要,同时对阐明南黄海中部泥质沉积区这一特殊沉积体的成因
【机 构】
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中国科学院大学(中国科学院海洋研究所)
【出 处】
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中国科学院大学(中国科学院海洋研究所)
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6 ka是地球气候环境演化的一个重要时期,历经末次盛冰期之后的气候转暖和海面上升过程,至此现代海洋环流格局基本成形,此后的海洋流场演化主要受千年和海洋尺度因素的影响。黄海暖流和黄海冷水团是黄海最重要的海洋动力过程,其形成过程和机制一直是海洋学界关注的重要科学问题。重建黄海的古环境和古海洋演化史,对系统认知黄海暖流和黄海冷水团的形成演化机制至关重要,同时对阐明南黄海中部泥质沉积区这一特殊沉积体的成因机理也具有重要意义。本论文以覆盖黄海的37个海底表层沉积物样品和南黄海中部泥质沉积区中心的Z1岩芯为材料,对南黄海中全新世以来的海洋环境演化历史进行了综合研究。通过对表层沉积物样品中底栖有孔虫群落结构和组成的分析,确定了指示黄海冷水团的底栖有孔虫组合,建立了重建底层海水温、盐和溶解氧浓度的转换函数;在此基础上,对Z1岩芯的年代地层和高分辨率古海洋环境替代指标进行了综合分析,获得了6.1 ka以来基于长链不饱和烯酮指数(UK37’)的黄海表层海水温度（SST）变化和基于表层样转换函数的底层海水温（Tb）、盐（Sb）和溶解氧（Ob）变化记录。此外,还进行了粒度和粒度端元分析;根据有机碳（TOC）、有机氮（TN）含量和稳定碳同位素(δ13Corg)变化,定量估算了海源和陆源有机碳含量的变化。在上述工作的基础上,重建了中全新世以来黄海暖流和黄海冷水团的演化,并探讨两者之间的联系,通过对比建立了南黄海表层海水古温度与高、低纬气候和海洋之间的遥相关关系。最后,基于黄海暖流和黄海冷水团的演化分析了南黄海中部泥质沉积区的形成演化过程与机理。主要获得以下几点认识:（1）通过对表层样中底栖有孔虫种类进行Q型因子分析,确定A.ketienziensis、H.nipponica和A.italicum组合为黄海冷水团的指示组合。（2）～6.0 ka以来黄海暖流的演化可以分为2个阶段:～6.0-1.8 ka,黄海暖流入侵黄海并持续增强,在黄海暖流入侵前期（～6.0-3.9 ka）,黑潮发挥着比东亚冬季风更重要的作用;～1.8 ka以来,黄海暖流相对稳定,但在高、低纬强迫的影响下存在明显波动。（3）～6.0 ka时,黄海冷水团已然存在,其在～6.0-5.7 ka较弱;～5.7-4.1ka,由于岩芯中底栖有孔虫缺失,缺乏其演化的有力证据;其显著发育始于～4.1 ka,且在～3.7 ka达到现代强度。黄海冷水团的演化与黄海暖流的演化存在密切联系,但由于ENSO和东亚季风影响的差异性,随后两者的演化存在不同步现象。～3.7-2.0 ka,黄海冷水团受黄海暖流和温跃层的共同影响,在～3.2-2.5 ka达到其强度的最大值,后逐渐减弱至现代强度;～2.0-0.0 ka,黄海冷水团因为黄海暖流和ENSO的协同变化而相对稳定。（4）6.1 ka以来南黄海中部表层海水温度的演化与北半球高纬和热带海区的水文气候密切相关,主要受区域气候（东亚冬季风）和黑潮的共同驱动。6.1-～3.9 ka期间,黄海暖流较弱,SST的变化受东亚冬季风的控制;而～3.9 ka之后,SST主要受东亚冬季风和黑潮共同驱动的增强的黄海暖流的影响。（5）南黄海中部现代海洋环境的形成同步于现代黄海冷水团的形成,晚于黄海暖流的入侵,早于现代黄海暖流的形成。结合黄海暖流和黄海冷水团演化过程,证实南黄海中部泥质沉积区的形成主因是现代区域海洋环境的弱潮流和低能量特征;黄海暖流和沿岸流之间的锋面发挥了阻碍陆源粗粒物质进入南黄海中部泥质区的重要作用;黄海冷水团和黄海暖流在泥质沉积体形成过程中分别起到了对细粒物质的富集和对陆源细粒物质的搬运作用。
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