冲绳海槽南部两万年来的浮游有孔虫与古海洋学事件

冲绳海槽南部92-255和92-170两柱状样岩心的浮游有孔虫定量分析及其组合的变化、游浮与底栖有孔虫壳体δ18O测定和AMS14C测年资料,提供了末次冰期以来重要的古海洋学记录。浮游有孔虫的转换函数计算表明,海槽区末次冰期表层水温下降值及末次冰期的季节温差均比西太平洋开放海区相应纬度大,反映了边缘海对冰期-间冰期旋回中气候变化的放大效应,冰期-冰后期的对比还体现在由浮游有孔虫属种组合所反映的水团和水体垂直结构的变化上;末次冰消期古温度变化及浮游有孔虫δ18O变化记录了一次短暂的气候回返(10170～9170aBP);详细的地层分析还揭示了中全新世的一次Pulleniatina obliquiloculata含量低谷。     

南海北部ODP1148站中新世以来的碳酸盐含量变化及其古环境意义

对南海北部 ODP 114 8站采自孔深 4 6 5 m以上的 170 0个沉积物样品 ,测定了 Ca CO3含量、Ca CO3堆积速率、非钙质堆积速率、浮游有孔虫丰度、粗组分百分含量 (>6 3μm)、浮游有孔虫破壳率和底栖有孔虫在有孔虫全群中的百分含量。碳酸盐百分含量和碳酸盐堆积速率自 2 4 Ma以来的变化呈现逐步下降的趋势 ,但在 2 4 .0～ 15 .8、14 .2～ 11.6、10 .6～ 4 .8和 3.4～ 0 Ma四个时期具有高碳酸盐生产力 ,其中 10 .6～ 4 .8Ma的高生产力与印度洋和太平洋中新世晚期和上新世早期的“生物勃发”相对应。非钙质和碳酸盐两者堆积速率变化趋势在总体上相似 ,反映了陆源物质输入对碳酸盐生产力的影响。 3.4 Ma后非钙质堆积速率的大幅度增长主要与青藏高原和台湾岛的隆起有关 ,它们也是上新世晚期和第四纪 Ca CO3百分含量显著下降的主要原因。 2 4 Ma以来南海北部碳酸盐的保存逐渐变弱 ,而碳酸盐溶解作用逐渐增强 ,在 15 .8～ 14 .2、11.6～ 10 .6和 4 .8～ 3.4 Ma存在 3个显著的碳酸盐溶解事件 ,其中 11.6～ 10 .6 Ma的溶解事件与赤道太平洋和加勒比海的中—晚中新世“碳酸盐崩溃”事件相当 ,说明该事件具更广泛的全球影响     

苏拉威西海周边地区全新世植被演化及气候变化

全新世时期的环境和气候变化是全球气候模拟、预测中不可或缺的资料.对苏拉威西海西北部MD98-2178孔(3.6200°N,118.7000°E,水深1 984 m)全新世的样品进行孢粉分析和浮游有孔虫氧稳定同位素测试,重建全新世苏拉威西海周边地区植被演化和气候变化图景.根据孢粉记录得到:在全新世早期至7 ka BP时,各孢粉组合浓度剧烈下降,指示海平面处于上升阶段;在7~4 ka BP时,各孢粉组合浓度都处于低谷,体现为高海平面期;在4 ka BP之后,孢粉记录则显示海平面有小幅的下降.在全新世中期,即5~4 ka BP,热带高山雨林花粉含量明显上升,表明是温度低值期.蕨类孢子记录显示降雨量在全新世早期是持续增加的,但在全新世中期之后,降雨量有所减少,这与陆地孢粉记录和印尼石笋记录的结果相似,体现全新世该地区降雨量受海陆格局和太阳活动共同影响.      

南沙海区盛冰期的气候问题

南沙海区属于西太平洋暖池区,其盛冰期的表层水温变化涉及暖池在冰期旋回中的稳定性,因而具有全球性意义、本文根据十几个沉积柱状样的氧同位素与微体古生物分析结果,指出南沙海区盛冰期时夏季温度与全新世差别微小,而冬季水温强烈降低,使季节性温差高达６℃,明显超过同纬度的西太平洋开放水域。推测冰期时的冬季风强化,是造成这些变化的主要原因,同时也为热带海区冰期海面温度高、岛屿山地温度低的矛盾提出了一种新的可能解释。     

南海北部晚新生代氧同位素地层学

通过对南海北部ODP 184航次1148站(18°50.17.3′N, 116°33.93′E, 水深3308.3 m) 1165个样品中底栖有孔虫的同位素分析, 获得了24 Ma以来连续的、平均分辨率为21 ka的δ18O曲线. 这是迄今全球晚新生代最连续、最完整和分辨率最高的δ18O曲线. 总体上呈梯状递增的δ18O曲线清楚地记录了晚新生代以来5次变重和3次变轻事件及2个稳定期, 反映了全球气候逐渐变冷过程的变化. 其中发生在17.2-14.5 Ma的变轻事件及14.5-13.6 Ma和3.0-2.4 Ma的两个变重事件最为显著, 都可以进行全球性对比. 13.6-10.2 Ma和6.0-3.0 Ma两个时期δ18O变动平稳和振幅最小, 代表南海晚新生底层水变化最小的稳定时期. 1148站的氧同位素记录为西太平洋和我国海相地层的全球性对比提供了最佳的剖面.     

地球圈层相互作用中的深海过程和深海记录（Ⅰ）：研究进展与成果

由五大系统11个实验室组成的项目组，2000-2005年开展了以“地球圈层相互作用”为主题的深海基础研究。项目以“热带碳循环”作为核心问题，依靠国际大洋钻探和国内“大洋专项”两大支柱，对西太平洋暖池和南海等海区进行深海过程和深海记录的研究，已圆满完成计划任务。一方面在南海大洋钻探的基础上，围绕热带海洋在地球系统中的作用向纵深发展，在“热带碳循环”研究中取得了原创性的成果；另一方面依托国内大洋专项和国内外合作航次，在深海研究和圈层相互作用上朝横向发展，取得了一系列国际性成果，在我国形成了与国际接轨的深海研究力量。对该项目的设计和进展做了简单而又全面的阐述，对于古环境研究中取得的突破性进展将另有续篇介绍。     

1.5 Ma以来南海南北上部水体温度变化对比

浮游有孔虫表层海水古温度转换函数、表层暖水种属种含量比值,以及次表层暖水种含量的变化,表明南海北部1．5Ma以来表层、次表层海水温度逐渐降低,其主要变化阶段为0．86～0．94Ma和0．64～0．68Ma。与南海南部西太平洋暖池区的17957站研究结果对比．发现南海南部1．5Ma以来表层、次表层海水温度逐渐增加．发生的主要时间为1．23～1．3Ma和0．64～0．68Ma。南海北部的上部海水结构变化主要受东亚冬季风影响,而南海南部则主要受西太平洋暖池影响,因此,南海南、北上部海水温度的变化说明0．9Ma后尤其是0．68Ma以来东亚冬季风强化,西太平洋暖池加强。     

西太平洋暖池区第四纪钙质超微化石氧碳同位素特征及意义

对西太平洋暖池区MD97—2140柱状样1．75Ma以来的钙质超微化石进行了氧碳同位素分析．结果表明超微化石占δ^18O值与浮游有孔虫Globigerinoides ruber δ^18O值在变化趋势和周期上都具有明显相似性．根据超微化石占δ^18O值也可以划分出59个氧同位素期,1748ka到900ka期间超微化石占δ^18O值的变化周期以41ka为主．而850ka到6ka期间则以100ka为主．这说明超微化石氧同位素分析可以像有孔虫氧同位素分析一样在大洋地层学和古海洋学、古气候学研究中发挥重要作用．超微化石占δ^13C值变化则呈现阶段性变化的特点．以900ka,480ka和250ka时间面为界,可分四大阶段．同时,MD97—2140柱状样超微化石占δ^13C值的这种变化规律与邻近ODP807站揭示的海水初级生产力变化趋势极为相似,意味着超微化石占δ^13C值是反映海水初级生产力变化的一项重要指标．     

南海现代浮游有孔虫的垂直分布及其古海洋学意义

本次工作利用2013年基金委开放航次获得的南海北部13个站位65个浮游生物拖网样品, 初步鉴定出22个浮游有孔虫属种, 基本以热带暖水种为主, 冷水种仅零星出现。其中, 浮游有孔虫表层水种Globigerinoides ruber和Globigerinoides sacculifer主要生活在0~50m水层; 次表层水种Neogloboquadrina dutertrei生活在0~100m水层、Pulleniatina obliquiloculata则主要生活在50~150m水层。温跃层结构变化对G. sacculifer、N. dutertrei影响明显, 当温跃层变深时, 这两种浮游有孔虫生活水深随之变深; 反之, 其生活水深变浅。优势种G. ruber、G. sacculifer(wo)、G. sacculifer(w)、N. dutertrei和P. obliquiloculata壳体的δ18O平均值分别是-3.08‰、-2.68‰、-2.62‰、-1.86‰和-1.52‰, 壳体δ18O随着其生活水深逐渐增大, 指示了海洋上层水体的垂向温度梯度变化; 而壳体的δ13C平均值分别是-0.06‰、0.71‰、1.02‰、0.45‰和-0.40‰, 呈现先增大后减小的特征, 与上层水体中的叶绿素等营养物的垂向变化相关。因此, 浮游有孔虫表层水种和次表层水种之间的δ18O和δ13C差值可以用来指示温跃层和营养物跃层深度的变化。     

越南岸外晚第四纪上升流与东亚夏季风变迁

通过对南海西部越南岸外17954-3柱状样中浮游和底栖有孔虫的定量分析,结合碳酸钙、有机碳和稳定同位素数据,获得南海西部上升流区近20万年来的古海洋学记录,进而讨论了晚第四纪东亚夏季风的变迁。结果表明,在间冰期,尤其是末次间冰期,越南岸外出现表层海水古温度低、温跃层浅、生产力高,同时底层海水富营养的现象,说明上升流的存在,且该上升流有从氧同位素5期（MIS5期）向1期逐渐减弱的趋势。结合南海现代海流及生产力分布的研究,推断该上升流由东亚夏季风驱动,其强弱的变化说明,东亚夏季风在近20万年来有间冰期增强、冰期减弱,且从MIS5期向MIS1期递减的特征。