末次盛冰期以来北欧海南部深层水演化特征及其对海冰活动的响应

作     者：吴东 

作者单位：自然资源部第一海洋研究所 

学位级别：硕士

导师姓名：刘焱光

授予年度：2019年

学科分类：07[理学] 0707[理学-海洋科学] 070601[理学-气象学] 0706[理学-大气科学] 

主      题：北欧海 深层水 可选性粉砂 末次盛冰期 

摘      要：北欧海是连接大西洋和北冰洋的过渡海域,横穿极区北大西洋的经向气候变化梯度带,向北运输的温暖高盐海水在这里逐渐冷却下沉,并与极地冷水团交汇。作为受现代全球变暖影响的敏感海域,北欧海对北半球气候变化具有显著的放大作用,同时其深层水细微的变化也会通过大洋传送带(Ocean conveyer belt)进一步影响到全球的海洋与气候模式,因此极区北大西洋一直以来都被视为研究古气候、古海洋演化的重要海域。本项研究以中国第五次北极科学考察在挪威海南部取得的ARC5-IS-1B岩心、冰岛海东部取得的ARC5-IS-4C和挪威海北部取得的ARC5-BB03三根岩心为研究对象,利用有孔虫测年建立地层年代框架,使用激光粒度测试、可选性粉砂测试、高分辨率X射线荧光化学元素扫描测试和半定性粘土矿物测试,结合因子分析等方法,综合讨论末次盛冰期以来挪威海南部和冰岛海东部深层水的演化特征,通过冰筏碎屑沉积研究海区内海冰和冰盖的活动及对深层水形成的影响。研究结果显示,末次盛冰期早期,挪威海深层水体系受到了低温高盐的北冰洋底层水的入侵,深层水被抬升,导致向北大西洋注入的溢流水强度下降,而冰岛海深层水受东冰岛寒流增强的影响,混合深度增加导致深层水体的流动性增强。在末次盛冰期晚期到B/A暖期阶段,挪威海深部的北冰洋底层水自南向北逐渐退却,格陵兰海深层水向罗弗敦海盆的平流输运恢复,挪威海深层水占据了挪威海的底层沉积环境;在B/A暖期到YD时期北冰洋底层水的再次入侵,导致冰岛-苏格兰溢流水再次减弱,但这段时期冰岛海深层水的流动性和盐度波动都不大,总体表现缓慢下降趋势。进入全新世后,随着进入北欧海的北大西洋暖流增强,表层洋流系统和经向环流逐渐恢复,而入侵挪威海的北冰洋底层水逐渐减弱后退,并在全新世大暖期初期完全消失,挪威海深层水下沉控制了罗弗敦海盆和挪威海盆的底层水体,冰岛-苏格兰溢流水强度也在全新世大暖期中期达到峰值。自HS3晚期至末次盛冰期,挪威海北部海冰覆盖范围逐渐南移,并在HS1期越过冰岛-苏格兰海脊,在冰岛海盆北部形成常年冰覆盖。B/A暖期时海冰虽迅速消融北移,但在B/A暖期晚期和YD时期发生快速扩张。进入全新世后,挪威海南部海冰活动强度才逐渐下降,一直保持相对稳定状态,直至全新世晚期才略有回升。