针对复杂地质背景下的大陆架划界问题,提出了一种新的大陆坡脚点(foot point of the continental slope,FOS)确定方法。该方法基于水深平均梯度变化计算坡脚点所在位置,并结合相反证明以及凸包性、分段性、连续性原则进行优化。以莫桑...针对复杂地质背景下的大陆架划界问题,提出了一种新的大陆坡脚点(foot point of the continental slope,FOS)确定方法。该方法基于水深平均梯度变化计算坡脚点所在位置,并结合相反证明以及凸包性、分段性、连续性原则进行优化。以莫桑比克南部陆缘为研究区域,利用2021年实测的高精度多波束地形数据,应用该方法提取了大陆架划界最关键的依据——FOS,并与联合国大陆架界限委员会使用的Geocap软件提取的结果进行对比,确认了相同的FOS位置,证明该方法是准确有效的。展开更多
海洋生物碳泵(BCP)与古气候的关系是碳循环研究的一个核心科学问题。本文利用罗斯海沉积物总有机碳(TOC)和一些重要的类脂化合物所隐含的生态学特性,即那些可引起海底沉积碳库组成和海洋BCP(包括生物泵BP和微型生物碳泵MCP)效率改变的...海洋生物碳泵(BCP)与古气候的关系是碳循环研究的一个核心科学问题。本文利用罗斯海沉积物总有机碳(TOC)和一些重要的类脂化合物所隐含的生态学特性,即那些可引起海底沉积碳库组成和海洋BCP(包括生物泵BP和微型生物碳泵MCP)效率改变的分子生物标志物,从罗斯海现代海洋出发,追溯到末次冰期以来(27~0.6 ka BP)古海洋生物碳泵演化(重点讨论BP和MCP)及其与一些重大地质事件的联系。研究结果表明:(1)罗斯海表层沉积物中相对高的TOC和较低C/N比值、以及正构烷烃色谱峰型、主峰碳、分子组合特征低碳数和高碳数比值(L/H)和(nC_(21)+nC_(22))/(nC_(28)+nC_(29))比值、低碳烃(nC_(15)+nC_(17)+nC_(19))、中碳烃(nC_(21)+nC_(23)+nC_(25))和高碳烃(nC_(27)+nC_(29)+nC_(31))、细菌(BrGDGT)和较低的陆源土壤指标(BIT)一致性表征海源有机质贡献占主导地位,通过海洋BP和MCP效应将内源有机碳输送到海底进行长期储存;Pr/Ph比值结合Ph/nC_(18)和Pr/C_(17)比值均表明表层沉积物为还原-强还原性的缺氧环境,有利于海底储存有机碳,同时还与海冰消融关系密切。(2)利用低温校正公式TEXL_(86)^(L)-SST[式(2)]反演现代的海洋表层温度(SST),并与WOA-SST(3月)表层水体温度较接近(R^(2)=0.78,p<0.01,n=15);同时利用TEXL_(86)^(L)-SST-2重建罗斯海JB03岩芯末次冰期以来的古海洋温度在-0.74~2.86℃范围(平均为1.03℃),接近现代南极罗斯海夏季温度。(3)JB03岩芯记录年代为27.27~0.6 ka BP,分为末次冰盛期(27.3~21 ka BP)、末次冰消期(21~11.7 ka BP)和全新世(11.7~0.6 ka BP)3个地质历史时期。末次冰期古海洋受冰盖和海冰限制作用的影响,初级生产力低下、沉积速率仅为0.45 cm/ka、Pr/Ph比值、Ph/nC_(18)和Pr/nC_(17)反映沉积环境氧化性较强、不利于MCP和BP储碳,在寒冷气候时段碳储量潜力降低;进入全新世暖期,冰架退缩解体,温暖的气候条件有利于浮游植物生产力和硅藻增加、浮游动物增加及影响粪便物质组成和提高沉降速率,促进有机碳向深海的输送加快,海底沉积为弱还原-弱氧化环境,有利于碳保存;硅藻生物量提高就意味着硅质泵加强,进而微生物活性增强、促进古菌和细菌生长,因而微生物总量-GDGTs、产甲烷古菌或广古菌-GDGT-0、奇古菌-Crenarchaeol生物量大大提高,显示罗斯海全新世以来古海洋BP和MCP作用大大加强,且古海洋BP与现代海洋均以硅藻/硅质泵为绝对主导。研究还发现,罗斯海末次冰期和全新世以来的古海洋BP和MCP储碳效率变化均与古海洋地质事件,即全球性大尺度的气候变化有关,这个碳库的大小与气候冷暖之间存在对应关系,罗斯海古海洋调节大气CO_(2)的能力,尤其在全新世暖期最强,这对于认识全球气候变化的海洋调控机制具有重要的科学意义。展开更多
南黄海中部泥质区是东亚大陆沉积物巨大的汇,识别这一地区的物源变化对理解古气候和古海洋变化有重要作用。基于黄河和长江携带的碎屑物质在磁性特征上的差异,环境磁学参数、磁化率—中值粒径的相关性可用于指示南黄海中部泥质区物源的...南黄海中部泥质区是东亚大陆沉积物巨大的汇,识别这一地区的物源变化对理解古气候和古海洋变化有重要作用。基于黄河和长江携带的碎屑物质在磁性特征上的差异,环境磁学参数、磁化率—中值粒径的相关性可用于指示南黄海中部泥质区物源的可能变化。根据YSC-10孔环境磁学参数变化和磁化率—中值粒径的相关关系,推测4.8 cal ka B.P.以前钻孔沉积物的物源可能主要来自黄河入海物质;4.8 cal ka B.P.以来,可能指示了长江物源的影响相对增强。区域环境演变代用指标的对比分析表明,随着中晚全新世以来东亚季风降雨带的南移和渤海西岸黄河三角洲的发育,YSC-10孔沉积物中由黄河携带的碎屑物质减少,南黄海中部泥质区的沉积速率降低,自中全新世以来与黄海暖流有关的长江入海物质主导了YSC-10孔沉积物磁性性质。展开更多
文摘针对复杂地质背景下的大陆架划界问题,提出了一种新的大陆坡脚点(foot point of the continental slope,FOS)确定方法。该方法基于水深平均梯度变化计算坡脚点所在位置,并结合相反证明以及凸包性、分段性、连续性原则进行优化。以莫桑比克南部陆缘为研究区域,利用2021年实测的高精度多波束地形数据,应用该方法提取了大陆架划界最关键的依据——FOS,并与联合国大陆架界限委员会使用的Geocap软件提取的结果进行对比,确认了相同的FOS位置,证明该方法是准确有效的。
文摘海洋生物碳泵(BCP)与古气候的关系是碳循环研究的一个核心科学问题。本文利用罗斯海沉积物总有机碳(TOC)和一些重要的类脂化合物所隐含的生态学特性,即那些可引起海底沉积碳库组成和海洋BCP(包括生物泵BP和微型生物碳泵MCP)效率改变的分子生物标志物,从罗斯海现代海洋出发,追溯到末次冰期以来(27~0.6 ka BP)古海洋生物碳泵演化(重点讨论BP和MCP)及其与一些重大地质事件的联系。研究结果表明:(1)罗斯海表层沉积物中相对高的TOC和较低C/N比值、以及正构烷烃色谱峰型、主峰碳、分子组合特征低碳数和高碳数比值(L/H)和(nC_(21)+nC_(22))/(nC_(28)+nC_(29))比值、低碳烃(nC_(15)+nC_(17)+nC_(19))、中碳烃(nC_(21)+nC_(23)+nC_(25))和高碳烃(nC_(27)+nC_(29)+nC_(31))、细菌(BrGDGT)和较低的陆源土壤指标(BIT)一致性表征海源有机质贡献占主导地位,通过海洋BP和MCP效应将内源有机碳输送到海底进行长期储存;Pr/Ph比值结合Ph/nC_(18)和Pr/C_(17)比值均表明表层沉积物为还原-强还原性的缺氧环境,有利于海底储存有机碳,同时还与海冰消融关系密切。(2)利用低温校正公式TEXL_(86)^(L)-SST[式(2)]反演现代的海洋表层温度(SST),并与WOA-SST(3月)表层水体温度较接近(R^(2)=0.78,p<0.01,n=15);同时利用TEXL_(86)^(L)-SST-2重建罗斯海JB03岩芯末次冰期以来的古海洋温度在-0.74~2.86℃范围(平均为1.03℃),接近现代南极罗斯海夏季温度。(3)JB03岩芯记录年代为27.27~0.6 ka BP,分为末次冰盛期(27.3~21 ka BP)、末次冰消期(21~11.7 ka BP)和全新世(11.7~0.6 ka BP)3个地质历史时期。末次冰期古海洋受冰盖和海冰限制作用的影响,初级生产力低下、沉积速率仅为0.45 cm/ka、Pr/Ph比值、Ph/nC_(18)和Pr/nC_(17)反映沉积环境氧化性较强、不利于MCP和BP储碳,在寒冷气候时段碳储量潜力降低;进入全新世暖期,冰架退缩解体,温暖的气候条件有利于浮游植物生产力和硅藻增加、浮游动物增加及影响粪便物质组成和提高沉降速率,促进有机碳向深海的输送加快,海底沉积为弱还原-弱氧化环境,有利于碳保存;硅藻生物量提高就意味着硅质泵加强,进而微生物活性增强、促进古菌和细菌生长,因而微生物总量-GDGTs、产甲烷古菌或广古菌-GDGT-0、奇古菌-Crenarchaeol生物量大大提高,显示罗斯海全新世以来古海洋BP和MCP作用大大加强,且古海洋BP与现代海洋均以硅藻/硅质泵为绝对主导。研究还发现,罗斯海末次冰期和全新世以来的古海洋BP和MCP储碳效率变化均与古海洋地质事件,即全球性大尺度的气候变化有关,这个碳库的大小与气候冷暖之间存在对应关系,罗斯海古海洋调节大气CO_(2)的能力,尤其在全新世暖期最强,这对于认识全球气候变化的海洋调控机制具有重要的科学意义。
文摘南黄海中部泥质区是东亚大陆沉积物巨大的汇,识别这一地区的物源变化对理解古气候和古海洋变化有重要作用。基于黄河和长江携带的碎屑物质在磁性特征上的差异,环境磁学参数、磁化率—中值粒径的相关性可用于指示南黄海中部泥质区物源的可能变化。根据YSC-10孔环境磁学参数变化和磁化率—中值粒径的相关关系,推测4.8 cal ka B.P.以前钻孔沉积物的物源可能主要来自黄河入海物质;4.8 cal ka B.P.以来,可能指示了长江物源的影响相对增强。区域环境演变代用指标的对比分析表明,随着中晚全新世以来东亚季风降雨带的南移和渤海西岸黄河三角洲的发育,YSC-10孔沉积物中由黄河携带的碎屑物质减少,南黄海中部泥质区的沉积速率降低,自中全新世以来与黄海暖流有关的长江入海物质主导了YSC-10孔沉积物磁性性质。
