前言

<正>南北极是地球系统中的重要组成部分,是全球气候变化最显著、响应最敏感的区域,也是研究地球气候系统的关键区域,对过去全球气候变化起着极其重要的作用和影响。自从1999年中国首次北极科学考察以来,国家海洋局极地考察办公室组织并实施了五次北极科学考察;尤其值得一提的是,2012年中国第五次北极科学考察期间,"雪龙"号首次穿越北冰洋,到达北大西洋极区的格陵兰海和挪威海,并访问了冰岛。在中国首次至第五次北极科学考察期间,"雪龙"号分别在亚北极的白令海和鄂霍茨克海、北冰洋、格陵兰海、挪威海以及冰岛周边海域进行了海洋地质调查,共获得了199个站位的箱式样,61个站位的多管     

南海北部一百万年以来的表层古生产力变化：来自ODP1144站的蛋白石记录

通过南海北部ODP 1144站蛋白石含量测定及其堆积速率的计算,并结合氧同位素记录等相关资料,获得南海北部1050ka以来高分辨率的表层古生产力变化与冰期旋回和东亚季风的关系。约900ka以来,蛋白石含量及其堆积速率较900ka以前明显增加,反映了“中更新世革命”事件之后,全球气候变冷,并导致表层生产力的提高。由于第四纪冰期旋回中的冬、夏季风的加强,加上1144站特殊的地理位置,使该站在冰期时表层生产力增加,间冰期时表层生产力降低。浮游有孔虫氧同位素记录与蛋白石含量及其堆积速率的时间序列频谱分析结果显示,三者均出现了相对应的偏心率周期、斜率周期和岁差周期,说明该站表层生产力的变化主要受地球轨道周期的驱动。     

北极圈之梦与南森北极钻探计划

冰雪覆盖的北冰洋,在阻挡考察者数十年后,将成为最后一个被科学钻探组织征服的大盆地。对高纬度北极地区钻孔进行成功的再现将是可与人类登月相比拟的海洋盛事。仍覆盖着神秘面纱的这片冰冻的海洋,将是首次开展的综合大洋钻探计划(IODP)最先涉足的地方之一,将宣告科学探索新时代的到来。     

白令海北部陆坡晚第四纪的古海洋与古气候学记录

白令海北部陆坡B2 9柱状样中放射虫Cycladophoradavisiana含量曲线和深海SPECMAP氧同位素记录的对比 ,为该柱状样建立了晚第四纪约 1 0万年以来的地层年代框架。该柱状样中微体化石、碳屑颗粒、筏冰碎屑 (石英和岩屑颗粒 )的定量分析结果表明 ,作为表层生产力指标的粗组份自氧同位素 5 .3期以来呈阶梯状增加 ,反映表层生产力阶段式的增长 ;碳屑颗粒丰度自氧同位素 5 .3期至末次冰消期的增加说明白令海末次冰消期以前气候较全新世干冷 ,天然火灾发生的概率较全新世大大增加 ;冰期和早、中全新世较高的筏冰碎屑反映了冰期和早、中全新世白令海陆架海冰的扩大以及气候转暖所导致的海冰消融的过程 ,揭示了白令海对过去全球气候变化的响应。     

白令海北部陆坡全新世以来长链正构烷烃的古环境意义

本文对白令海北部陆坡B2-9站位沉积物岩芯开展了高分辨率的生物标志物分析,获得了研究区近一万年来陆源长链正构烷烃（简写为烷烃）的输入及其源区植被结构的变化等相关记录。结果表明,nC₂₇是烷烃中最高的主碳峰,对烷烃总量的贡献也最大,这可能与源区木本植物的丰度及其分布有关;nC₂₃的含量也较高,可能主要是来源于北半球沿海地区广泛分布的一类沉水植物。全新世期间,烷烃总量分别在7.8 ka B.P.,6.7 ka B.P.和5.4 ka B.P.经历了三次阶梯状的下降过程,呈现出四个相对稳定的阶段,可能主要受控于早全新世海平面上升以及源区气候环境和植被分布的变化。烷烃的分子组合特征各参数（如CPI、ACL以及nC₃₁/nC₂₇等）的变化则表明,烷烃主要来自陆生高等植物,且全新世期间植被结构较为稳定,木本植物占据优势。此外,在几个较短的时期内,烷烃总量及其分子组合特征等参数的变化具有同步性,表明在这些时期特殊的气候条件下,源区木本植物烷烃对烷烃总量的贡献率的增加可能低于草本植物烷烃和化石烷烃。     

白令海南部上新世以来的放射虫生物地层

国际上至今尚未在白令海建立起可供区域对比的晚新生代放射虫生物地层,总体上该海区的地层序列研究程度较低.利用IODP323航次U1340井位中保存较好的放射虫化石对白令海南部上新世以来的层序进行了详细的生物地层学分析,从604 m长的岩芯中获得放射虫102属、227种.依据该井位中放射虫地层标志种的分布特征,建立白令海南部上新世以来的5个放射虫生物化石带并识别出25个放射虫地层事件;综合U1340井位中有效的生物地层事件年龄和古地磁数据的综合分析结果建立相应的深度-年龄曲线,估算了各生物地层事件绝对年龄的近似值;对U1340井位与其他邻近海区已建立的早上新世晚期以来放射虫化石带进行系统对比,进一步完善并解释了北太平洋中-高纬度的放射虫地层资料及其相互关系,对比结果表明本文修订后的Botryostrobus aquilonaris带相当于前人同名化石带的中上部.新提出的Druppatractus irregularis-Dorydruppa bensoni带和Spongodiscus sp.带两个新化石带分别与北太平洋亚极区发育的Cycladophora sakaii带及Stylatractus universus带相当.     

北冰洋西部楚科奇海盆晚第四纪生源沉积物及其古海洋学意义

通过北冰洋西部楚科奇海盆M03孔晚第四纪以来生源沉积物,有孔虫丰度和冰筏碎屑(Ice．Rafted Detritus,IRD)的综合研究表明,海洋氧同位素(Marine Isotope Stage,MIS)7期以来,碳酸钙(CaCO )含量和浮游有孔虫丰度在间冰期的增加和冰期的降低,分别指示大西洋水输入的加强和减弱。而有机碳(TOC)和生源蛋白石(Biogenic Opa1)含量的变化可能主要与输入到海底的TOC降解和Opal溶解作用与底层水中的溶解氧有关。间冰期低的TOC和Opal含量可能反映楚
科奇海盆海冰覆盖减少,营养盐供给多,表层生产力增加,通气作用好,底层水富氧,降解和溶解作用增强,保存在沉积物中的TOC和Opal减少;而冰期相对高的TOC和Opal含量可能反映楚科奇海盆海冰覆盖时间较长,营养盐供给少,表层生产力较低,通气作用差,底层水少氧,降解和溶解作用减弱,保存在沉积物中的TOC和Opal增多。     

赤道西太平洋暖池区1.0MaB．P．以来的放射虫和硅藻丰度变化

“西太平洋暖池”是指赤道两侧从太平洋西部（包括南海南部和苏禄海）到印度洋东部一片全球最暖、长期年平均水温超过28℃的海区,其温度比赤道其它地区高出约2～5℃,核心部位在新几内亚以北,平均水温超过29℃。西太平洋暖地不仅是全球大洋热量和水汽的主要源区而且与南方涛动、厄尔尼诺密切相关。西太平洋暖他又处在三大季风环流汇合区域,其巨大的热存储容量对于调节全球气候有举足轻重的影响。由于硅质生物沉积物、放射虫和硅藻等能够反映表层水初级生产力的变化,因此保存在沉积物中的放射虫和硅藻等可以用来揭示过去表层水的生产力状…     

中更新世气候转型时期南海生态环境的南北差异

中更新世气候转型在南海浮游有孔虫、氧同位素和其它生物记录上主要反映在900 ka BP前后发生高频率变化,特别是指示表层水骤然降温。北部冬季表层水温从24~25℃降至17~28℃,而南部也从26~27℃降至23~24℃。总的降温趋势与开放西太平洋一致,直接反映了西太平洋暖池在900 ka BP之后MIS22期间有明显的减弱。表层水大幅度降温还发生在后继的MIS 20、18、16几大冰期,说明主要冰期旋回周期由41 ka转变为100 ka经历了长达400 ka的过渡时期,并且冬季风增强也在过渡时期的后半段最明显。南海南北生物组合和δ18O值的差异,突出了中更新世气候转型期边缘海区南北气候梯度反差和冬季风在冰期增强的讯号。结论是：生态环境系统反应总体表现与冰期旋回一致的同时,还包含了独特的地区性系统演变特征。但是,南海—西太平洋地区在0.9 Ma BP前后表层海水盐度因东亚冬季风和海平面下降的定量变化,以及这些变化对气候转型时期海—气耦合过程和生态环境系统的影响,尚缺乏足够的资料和证据。     

新疆罗布泊45 kaBP以来沉积物元素地球化学特征及其环境指示意义

根据罗布泊新湖湖心区KY01孔沉积物中常量和微量元素的含量,应用主成分分析方法,提取了控制沉积物化学组成的3个主因子。其中第1主因子对沉积物化学组成具有绝对控制作用,通过详细分析认为该因子可作为塔里木河流域气候干湿变化的代用指标。结合剖面5个AMS14 C测年结果所建立的时间标尺,初步重建了塔里木河流域4.5万年以来气候干湿变化历史。结果显示,近4.5万年来塔里木河流域气候呈逐步干旱化趋势,其中末次间冰阶中晚期以湿润气候为主,末次冰期晚冰阶以来变为以干旱气候为主,但末次冰消期晚期—全新世早期发生过明显的气候转湿事件,极端干旱气候出现在中晚全新世以来。罗布泊新湖湖心区KY01孔地化指标还揭示出塔里木河流域的水热组合模式可能是多样的,并非简单地遵循单一的西风型"冷湿-暖干"水热组合模式。