基于脂类生物标志物指标过去149 ka的西北大西洋古海洋表层温度变化研究

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北大西洋西北部纽芬兰盆地表层海洋温度、盐度受到高盐度北大西洋暖流和低盐度拉布拉多寒流的影响。这种交互作用使得当拉布拉多寒流的影响增强,该海域温度盐度均降低;另一方面,当北大西洋暖流增强,表层海洋温度盐度均升高。在末次冰期,由于劳伦泰德冰盖(Laurentide Ice Sheet;LIS)的介入以及极锋(Arctic Front)的南侵导致北大西洋暖流和拉布拉多寒流的交互作用加强。沉积岩芯Hu9007-08pc于纽芬兰盆地米尔恩(Milne)海山顶部取样,被用来重建测试假设。本研究对沉积岩芯Hu9007-08pc采用沉积学、地球化学、稳定碳氧同位素、放射性碳测年和生物标志物指标,重建纽芬兰盆地古气候事件以及海洋表层环境的发展变化。主要完成内容如下:(1)通过整合整体沉积物磁化率,数字分光光度反射率,岩芯相片和便携式X射线荧光(p XRF)数据,识别出10个沉积物相;(2)结合磁化率、Ca/Ti、L*、a*等完成5个海因里希层的识别;(3)通过采用高效液相色谱-大气压化学电离质谱(HPLC-APCI-MS)对岩芯甘油二烷基甘油四醚化合物(Glycerol dialkyl glycerol tetraether lipids;GDGTs)组分进行测试分析;(4)尝试应用br GDGTs指标MBT’和CBT完成CBT-PH和MBT’/CBT-温度的重建;(5)年龄模型重建:a、浮游有孔虫AMS-14C测年点,尝试使用Undatable模型完成Hu9007-08pc岩芯年龄模型重建;b、受制于Undatable模型重建年龄的限制,对“g2n”脚本进行修改更新,建立Ra Ca2020模型。使用最新版本的放射性碳校准程序Calib 8.1软件将已获取的14C年龄,校准为日历年龄。通过将Neogloboquadrina pachyderma-δ18O曲线与LS-16对齐确认连接点tie point最终完成15个年龄控制点确定,应用Ra Ca2020模型完成长1111cm岩芯的年龄-深度模型重建。得出的主要认识如下:(1)Heinrich events的日历年龄为:H1:15.8-17.1ka;H2:21.9-24.1ka;H3:27.3-30.2ka;H4:35.1-39.5ka;H5:49.9-54.7ka;H11:130-133.7Ka;(2)i GDGTs/Cren,i GDGT2/Cren,MI,%i GDGT2多指标判断i GDGTs主要来源为海洋奇古菌Thaumarchaeota;根据BIT、∑Ⅲa/∑Ⅱa、br GDGT的分数丰度三元图判断Hu9007-08pc岩芯沉积阶段性受陆源输入有机质影响;(3)i GDGTs各组分与Cren、TEX86L的相关关系以及GDGTs指标与δ18O的相关关系证明TEX86L与RI-OH在研究区域温度重建可用性;(4)分析对比现存温度校准公式,最终选取Haring等.(2019)温度校准公式完成Hu9007-08pc岩芯温度重建;根据(Lü等.2015)提出的应用于中国边缘海的RI-OH温度校准公式完成应用OH-GDGTs化合物的温度重建的尝试;(5)基于TEX86L-SST、OH-SST重建温度和Neogloboquadrina pachyderma-δ18O、Neogloboquadrina pachyderma-δ13C指标划分Hu9007-08pc岩芯记录149.5ka BP以来的气候阶段。(6)结合已发表的CH69-K09、Su90-24、ODP1603岩芯沉积记录推测海洋表层环境及重建海洋表层洋流变化:H1、H2、H4、H5、H11期间存在明显NPS-δ18O轻值偏移,淡水输入信号较H3显著;H3期间沉积速率较低,但BIT值仍达到较高数值,证明H3期间尽管没有充足的冰筏、融水输入,但仍保持陆源物质输入。结合CH69-K09、MD03-2644、ODP984岩芯沉积记录发现H11在北大西洋西北海域拉布拉多海的普遍性。MIS6/5-5e迅速升温,重建温度均高于现代温度,北大西洋径向翻转流(AMOC)和北大西洋深层水(NADW)处于活跃模式,北大西洋暖流(NAC)及伊尔眀格流(Irminger Current)的影响加强,拉布拉多流(LC)活力减弱。在MIS5e晚期-MIS5a期间,AMOC及NAC处于活跃但缓慢稳定降低趋势,受H7、H9、H10期间淡水输入的影响短时减弱,LC短时加强。MIS4和MIS2期间研究区域主要受LC的影响,NAC在MIS4末期活力较弱,影响研究区域以南海域,NAC仅在MIS2初期及末期短时减弱,MIS2中期短时影响到研究海域北部;MIS 3早期温暖阶段对应北大西洋暖流活力较强,MIS 3中晚期北大西洋暖流活力逐渐减弱,拉布拉多寒流活力随之加强;MIS1、全新世(Holocene)期间主要受北大西洋暖流影响,拉布拉多寒流活力较弱,H1、Younger Dryas事件期间,拉布拉多寒流活力短时加强。
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