晚第四纪以来西南鄂霍次克海古环境演化研究

来源 :自然资源部第一海洋研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:babygnus
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鄂霍次克海是西北太平洋的第二大边缘海,以季节性海冰覆盖、高生产力以及现代北太平洋中层水(NPIW)的源区为主要特征,形成了“海-陆-气-冰”相互作用、复杂的海洋环境。作为低纬度和高纬度地区之间进行物质和能量交换的重要场所,鄂霍次克海在全球大洋环流和气候变化中扮演了重要的角色。本文以取自鄂霍次克海西南海域长度为~8.8 m的LV55-40-1岩芯为研究对象,基于浮游有孔虫的AMS14C测年以及沉积物Ba/Ti比值、生产力指标(蛋白石和叶绿素)与深海沉积和格陵兰冰芯氧同位素记录对比建立了年代框架,得到岩芯底部年代距今为~110 ka。同时对岩芯沉积物开展了沉积学、元素地球化学、古生产力等分析研究,揭示了~110 kyr以来西南鄂霍次克海海冰在轨道和千年尺度的演化历史及其驱动机制,初步探讨了在海冰影响下研究区碎屑物质来源及变化规律,阐明了在海冰活动、鄂霍次克中层水(OSIW)演化背景下古生产力变化特征及控制因素。沉积学和冰筏碎屑研究结果表明,鄂霍次克海在过去~110 kyr以来以季节性海冰覆盖为主,并且在MIS 5b、MIS 4、MIS 3中期和MIS 1早期发生了4次海冰扩张,鄂霍次克海的季节性海冰变化受当地秋季(9月至11月)太阳辐射量的控制,在整个序列中表现出强烈的20-kyr周期。此外,海冰还存在千年尺度的变化,19个海冰扩张事件与Dansgaarde-Oeschger冷事件(DOS)相吻合,可能受到北极涛动(AO)和东亚夏季风(EASM)的共同影响。沉积学和地球化学证据表明,海冰是西南鄂霍次克海陆源碎屑物质的主要搬运动力,研究区沉积物陆源物质来源在时间序列上分为三个阶段:(1)末次冰期(MIS 5d-MIS 2)期间北部陆架为主要源区,海冰沿着北部陆架形成过程中捕获碎屑物质,在北向和东北方向的地转风的影响下向南和西南延伸;(2)末次冰消期(~19 ka)-中全新世(~8 ka)期间,物源为北部陆架、阿穆尔河和萨哈林岛的混合输入,期间阿穆尔河输入物质增多,并经由海冰和OSIW共同搬运至研究区;(3)中全新世(~8 ka)以来萨哈林岛和阿穆尔河为主要源区,萨哈林岛东岸形成的海冰在东向和东南方向地转风的影响下向研究区移动。此外,在~31ka和~27 ka,沉积物受到来自千岛群岛-勘察加半岛的火山物质输入的影响。生产力代用指标研究显示,在MIS 5-MIS 2期间,西南鄂霍次克海生产力普遍偏低,主要受到长时间覆盖的海冰以及强烈的密度跃层的控制。在末次冰消期,硅质生产力(硅藻为主)保持低值,钙质生产力(颗石藻为主)在冰消期B(?)lling-Aller(?)d和Preboreal上升,可能由于表层海水层化以及北太平洋深层水(NPDW)上涌减弱使得硅酸盐供应不足,抑制了硅藻的生长。中全新世以来,由于表层海水层化消失,OSIW减弱使得深层水中的硅酸盐更容易进入表层,硅质生产力逐渐上升至现代水平。此外,MIS 5-MIS 2期间11个叶绿素浓度高峰值与Dansgaarde-Oeschger暖期(DOI)相对应,可能与DOI期间阿穆尔河径流增加和海冰快速撤退导致钙质生物的快速生长有关。
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