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末次冰消期冲绳海槽中部表层和温跃层海水温度演化的脱耦现象

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地球科学 2022年第7期47卷 2602-2615页

作者：钱芳常凤鸣孙晗杰李铁刚李安春王佳中国科学院海洋研究所海洋地质与环境重点实验室山东青岛266071 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室山东青岛266237 中国科学院大学北京100049 自然资源部第一海洋研究所海洋沉积与环境地质重点实验室山东青岛266061 中国科学院海洋大科学研究中心山东青岛266071

解读末次冰消期全球水文气候演变过程对于理解气候系统对内外强迫的响应具有重要意义.以冲绳海槽中部OKI02岩心为材料,通过浮游有孔虫Globigerinodes ruber和Pulleniatina obliquiloculata壳体Mg/Ca比值分别重建了19 ka BP以来海槽中部... 详细信息

解读末次冰消期全球水文气候演变过程对于理解气候系统对内外强迫的响应具有重要意义.以冲绳海槽中部OKI02岩心为材料,通过浮游有孔虫Globigerinodes ruber和Pulleniatina obliquiloculata壳体Mg/Ca比值分别重建了19 ka BP以来海槽中部表层和温跃层海水温度(SST和TWT),结合浮游有孔虫群落组成变化重点恢复了末次冰消期(~18~11.7 ka BP)上层水体温度变化的特征和过程.结果显示SST在LGM显著偏低,末次冰消期表现为显著的千年尺度变化,清楚地记录了HS1、B/A、YD等快速气候波动事件. 19 ka BP以来重建的TWT整体呈明显的上升趋势,但波动频繁而剧烈,末次冰消期相对较低,未显示显著的千年尺度变化.对比北半球高纬和热带太平洋的记录发现,末次冰消期冲绳海槽中部SST开始上升的时间基本与前者相当,但明显滞后于热带西太平洋;冰消期其变化模式明显区别于热带西太平洋持续稳定的升温过程,而更类似于北半球高纬区的变化.与SST明显不同,海槽区温跃层的升温(~18 ka BP)明显早于北半球高纬变暖,却接近于热带西太平洋海表温度开始上升的时间;且TWT的上升和波动方式也更接近于热带太平洋海温的变化模式.对末次冰消期SST和TWT差异化演变的分析表明,AMOC对中低纬大气环流的影响可能通过东亚冬季风强度的变化控制了海槽区SST的演变,而热带太平洋ENSO过程则可能通过黑潮强度的变化决定了区域TWT的演化.末次冰消期冲绳海槽中部SST和TWT演化存在明显的脱耦现象,显示了其与高、低纬海洋和气候变化之间的密切联系.

关键词：冲绳海槽末次冰消期表层及温跃层温度黑潮东亚冬季风 ENSO 海洋地质学

含铁矿物指示末次冰消期以来东海内陆架的海平面上升

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Science Bulletin 2023年第4期68卷 364-366,M0003页

作者：刘喜停谷玉董江李安春庄光超王厚杰 Key Laboratory of Submarine Geosciences and Prospecting Technology College of Marine GeosciencesOcean University of ChinaQingdao 266100China Laboratory for Marine Geology Qingdao National Laboratory for Marine Science and TechnologyQingdao 266061China Key Laboratory of Marine Sedimentology and Environmental Geology First Institute of OceanographyMinistry of Natural ResourcesQingdao 266061China Key Laboratory of Marine Geology and Environment Institute of OceanologyChinese Academy of SciencesQingdao 266071China Key Laboratory of Marine Chemistry Theory and Technology Ministry of EducationOcean University of ChinaQingdao 266100China

According to the IPCC Sixth Assessment Report,the global sea level is rising rapidly and rose up to 3.7 mm/a during 2006–2018,which seriously threatens the lives of people in coastal areas.Therefore,it is important to scientifically assess the mode of sealevel change in a global warming context.However,our ability to predict sea-level rise and its impact on coastal zones is hampered by limited instrumental observations.

关键词：末次冰消期东海内陆架海平面上升含铁矿物

末次冰消期以来黄河首曲流域气候变化与地表过程相互关系

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中国沙漠 2023年

作者：葛健辉刘冰徐宇杰孙爱军汪克奇李冬雪赵晖中国科学院西北生态环境资源研究院中国科学院沙漠与沙漠化重点实验室兰州大学资源环境学院西部环境教育部重点实验室中国科学院大学

黄河首曲是世界高海拔地区生物多样性丰富和生态变化敏感的地区，其环境演变过程如何响应区域气候变化具有重要的科学意义。针对该区末次冰消期以来气候环境重建结果的分歧，以目前已发表的多载体记录为基础，独立集成区域气候变化的框... 详细信息

黄河首曲是世界高海拔地区生物多样性丰富和生态变化敏感的地区，其环境演变过程如何响应区域气候变化具有重要的科学意义。针对该区末次冰消期以来气候环境重建结果的分歧，以目前已发表的多载体记录为基础，独立集成区域气候变化的框架性过程和地表环境演变历史，进而探讨两者的相互关系。结果表明：（1）该区在13～6 ka气温和湿度持续增加，10～6 ka为气候最优期，6 ka以后气温和湿度逐渐下降，气候变冷变干。（2）18～11 ka地表过程以河湖相过程为主，风沙活动非常弱；11～8 ka河湖沉积过程减弱，风沙活动增强；8～3 ka古土壤大规模发育；3 ka以来广泛发育草甸土。（3）区域地表环境变化过程与气候变化之间存在非同步变化，6 ka以前气候变化对区域地表过程呈正向驱动，6 ka以后对区域地表过程呈负向驱动。基于现代和晚全新世草甸土壤粒度的比较，发现草甸土壤的发育是气候变冷变干背景下风成物质不断加积的产物，进一步暗示区域土壤发育与气候变化间的复杂关系。

关键词：末次冰消期黄河首曲气候变化地表过程相互关系

末次冰消期以来南黄海中部泥质区有机碳埋藏演化记录

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沉积学报 2023年

作者：李娜张钰莹王楠吴晓叶君刘喜停胡利民青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室中国海洋大学海洋地球科学学院海底科学与探测技术教育部重点实验室

陆架—边缘海作为海陆相互作用的关键区域，其沉积物蕴含着气候、海平面变化、生物地球化学循环和人类活动等重要信息。【目的】为了探讨末次冰消期以来沉积环境演化背景下南黄海中部泥质区有机碳埋藏的阶段性特征和影响因素，【方法】... 详细信息

陆架—边缘海作为海陆相互作用的关键区域，其沉积物蕴含着气候、海平面变化、生物地球化学循环和人类活动等重要信息。【目的】为了探讨末次冰消期以来沉积环境演化背景下南黄海中部泥质区有机碳埋藏的阶段性特征和影响因素，【方法】对取自该区东侧的H12岩心进行了AMS14C测年、粒度、总有机碳(TOC)、总氮(TN)及稳定碳同位素(δ13C)进行分析。【结果】结果显示，相对低海平面时期(17～12.6 ka B.P.)发育硬质黏土层，TOC埋藏通量较高，以陆源有机质输入为主。海侵期(12.6～7.8 ka B.P.)受潮流侵蚀等动力作用影响，TOC来源为海陆混合源，陆源TOC埋藏通量在8 ka B.P.左右出现明显高值，对应沉积速率显著升高，可能反映季风驱动下沉积物供应和输送方式变化；高海平面时期(7.8 ka B.P.以来)以海源贡献为主；其中，5～2 ka B.P.，TOC含量在百年尺度上变化幅度较大，与黑潮强度减弱的阶段基本一致，整体上TOC含量的高值对应于东亚冬季风的强盛期，可能反映冬季风驱动下黄海暖流的增强导致海洋初级生产力、水体环境的变化，进而对TOC埋藏的影响；～2 ka B.P.以来TOC变化幅度减小，海源有机质贡献整体增加，可能与ENSO活动的加强有关。【结论】综上，认为海平面变化是末次冰消期以来南黄海中部有机碳埋藏演化的主控因素，而高海面以来TOC沉积记录阶段性变化可能跟东亚冬季风等影响下黄海暖流的变化及ENSO(厄尔尼诺—南方涛动)活动有关。

关键词：有机碳埋藏海平面黄海暖流末次冰消期南黄海

末次冰消期以来北极东北陆架对快速气候变化的响应

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海洋科学进展 2022年第4期40卷 640-659页

作者：石学法董江胡利民冯晗姚政权乔淑卿自然资源部第一海洋研究所海洋地质与成矿作用重点实验室山东青岛266061 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室山东青岛266061 中国海洋大学海洋地球科学学院海底科学与探测技术教育部重点实验室山东青岛266100

北极快速气候变化越来越深刻影响着北极地区以及全球的环境变化,已成为当今地球科学研究的重大前沿科学问题。北极东北陆架作为世界上最宽广平坦的陆架,既是北冰洋季节性海冰形成的主要源区,又是现代海冰变化最强烈的区域,对气候变化敏... 详细信息

北极快速气候变化越来越深刻影响着北极地区以及全球的环境变化,已成为当今地球科学研究的重大前沿科学问题。北极东北陆架作为世界上最宽广平坦的陆架,既是北冰洋季节性海冰形成的主要源区,又是现代海冰变化最强烈的区域,对气候变化敏感,响应强烈,属于环境脆弱地区。通过全面分析近年来国际上在末次冰消期以来快速气候变化背景下北极东北陆架环境响应的研究进展和存在的主要问题,阐述了沉积物“源—汇”过程、海冰演化历史、碳循环以及快速气候变化事件等方面取得的研究成果,发现东北陆架地区沉积物和有机碳来源复杂,时空变化强烈,气候和环境变化过程与海冰演化息息相关。未来的研究应加强现代过程的长期连续观测,重视地质记录中气候环境演变信号的精确解译,深化数值模拟技术和大数据的挖掘与使用,开展不同时间尺度北极快速气候变化及其驱动机制研究,并加强北极快速气候变化对中纬度地区特别是对东亚以及我国环境变化影响的研究。

关键词：快速气候变化海冰变化 “源—汇”过程碳循环末次冰消期北极东北陆架

岗日嘎布玉东曲末次冰消期冰川演化及其^(10)Be暴露测年研究

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冰川冻土 2022年第4期44卷 1270-1282页

作者：董国成王友琪付云翀毋宇斌中国科学院地球环境研究所黄土与第四纪地质国家重点实验室陕西西安710061 西安加速器质谱中心陕西西安710061 陕西省土地工程建设集团有限责任公司陕西西安710075 中国科学院大学北京100049

末次冰盛期(Last Glacial Maximum,LGM)结束后,全球经历末次冰消期进入全新世,这代表了过去十万年以来最为显著的气候转型事件。末次冰消期的开始在全球范围内近乎同步,但其背后的气候驱动机制仍不明确。中低纬度,如青藏高原及其周边地... 详细信息

末次冰盛期(Last Glacial Maximum,LGM)结束后,全球经历末次冰消期进入全新世,这代表了过去十万年以来最为显著的气候转型事件。末次冰消期的开始在全球范围内近乎同步,但其背后的气候驱动机制仍不明确。中低纬度,如青藏高原及其周边地区的山地冰川对气候变化响应敏感,准确限定LGM结束前后冰川地貌的时代可为上述问题的解决提供可靠的古冰川信息。然而,目前青藏高原仍缺乏足够有针对性的研究。本文选取位于青藏高原东南部的岗日嘎布作为研究区,对该区格泥峰东侧的玉东曲谷口分布的冰碛垄序列进行了详细的地貌调查和宇宙成因核素^(10)Be暴露测年研究。采自玉东曲谷口附近6道冰碛垄中地貌相对年代较老的4道冰碛垄的14个冰川漂砾^(10)Be暴露年龄介于(13.3±1.0)~(19.3±1.4)ka。利用累积概率密度和简化卡方等统计分析方法排除异常值后,将这4道冰碛垄中地貌相对年代较年轻两道的形成时代限定为(17.0±0.5)ka和(18.4±1.0)ka,分别对应末次冰消期和LGM后期。与气候记录进行对比后,我们认为这两次冰川波动响应可能受控于印度洋-太平洋暖池海表温度的夏季气温变化。

关键词： ^(10)Be暴露测年末次冰消期太阳辐射印度夏季风

末次冰消期西太平洋暖池上层海温千百年尺度变化

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科学通报 2019年第20期64卷 2151-2162页

作者：殷雅倩党皓文王跃乔培军翦知湣同济大学海洋地质国家重点实验室

西太平洋暖池是全球气候系统中最主要的海洋热源,暖池区表层海温的变化与低纬度大气环流紧密联系,而温跃层变化能够调控暖池区上层海水热含量和结构.为探索末次冰消期(末次冰盛期到全新世的过渡期)暖池区的上层海水温度变化,利用暖池核... 详细信息

西太平洋暖池是全球气候系统中最主要的海洋热源,暖池区表层海温的变化与低纬度大气环流紧密联系,而温跃层变化能够调控暖池区上层海水热含量和结构.为探索末次冰消期(末次冰盛期到全新世的过渡期)暖池区的上层海水温度变化,利用暖池核心区MD01-2386孔岩芯,分析混合层和温跃层浮游有孔虫壳体的δ18O和Mg/Ca指标,重建末次冰消期十年际分辨率的表层和温跃层温度记录.结果表明:(1)末次冰消期早期,表层和温跃层海水在20~21 ka展现小幅度的初始升温,与岁差参数的起始降低同步;(2)与海因里希冷事件1和新仙女木事件近乎同一时段,表层和温跃层海温都表现出升温停滞的平台;(3)冰消期过程中温跃层海温的变化幅度始终大于表层海温.表层和次表层浮游有孔虫的δ18O以及Mg/Ca温度变化与婆罗洲石笋δ18O的变化趋势高度吻合,反映了末次冰消期暖池核心区的温跃层动力、表层海温和大气对流活动之间的耦合关系.对比赤道外暖池区的降水指标记录,提出西太平洋暖池大气对流中心的位置迁移或强度变化是解释末次冰消期千年尺度变化期间暖池区降水变化区域差异的主要原因.另外,百年尺度上暖池上层水体指标记录都体现了明显的220~260 a的周期,与太阳活动的Suess周期近似,可能反映了暖池区上层水体变化对太阳活动的响应.

关键词：末次冰消期西太平洋暖池温跃层快速气候变化

末次冰消期至全新世西北大西洋新斯科舍边缘沉积动力学及海表温度演变

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末次冰消期至全新世西北大西洋新斯科舍边缘沉积动力学及海表温度...

作者：何佳宁上海海洋大学

学位级别：硕士

西北大西洋大陆边缘是重建古气候及古海洋变化的重要区域。末次冰消期以来,劳伦特冰盖(LIS)经历了千年尺度的进退,导致冰盖融水和冰筏碎屑排入北大西洋,促进大陆架边缘地区的沉积。西北大西洋大陆架上的沉积物提供了冰盖-海洋-大气层相... 详细信息

西北大西洋大陆边缘是重建古气候及古海洋变化的重要区域。末次冰消期以来,劳伦特冰盖(LIS)经历了千年尺度的进退,导致冰盖融水和冰筏碎屑排入北大西洋,促进大陆架边缘地区的沉积。西北大西洋大陆架上的沉积物提供了冰盖-海洋-大气层相互作用的记录。近年来学者们侧重于对西北大西洋斯科舍边缘LIS融水与沉积变化的研究。同时斯科舍大陆架边缘受拉布拉多寒流和墨西哥湾暖流影响,使其成为研究洋流相互作用对其沉积变化及气候变化的理想区域。对斯科舍大陆架沉积动力学的研究有利于填补该区域地表洋流相互作用与全新世气候变化的空白。本项研究以哈德逊航次在斯科舍大陆架和陆坡上采集的96-20、93-07和87-07三根岩芯为研究对象,重建沉积物动力学以及冷暖流之间的相互作用。测量了沉积物的物理性质,包括X-射线图像、磁化率、密度、沉积速率和颜色反射率。将岩芯切成两半后,使用佳能Nikon D300 1230百万像素数码相机拍摄岩芯照片。使用便携式X-射线扫描仪获取沉积物体积、地球化学数据,即元素丰度。通过综合分析物理性质、X-射线照相、地球化学数据和岩芯照片,确定了每个岩芯的沉积相。通过测量总碳和总有机碳含量,计算岩芯87-07的碳酸钙含量。结合总氮数据,计算了碳氮比。使用高效液相色谱-大气压化学电离质谱(HPLC-APCI-MS)测定了岩芯87-07的甘油二烷基甘油四醚化合物(Glycerol dialkyl glycerol tetraether lipids;GDGTs)组分,并计算了有机地球化学相关指标。使用三根岩芯的浮游有孔虫Neogloboquadrina.pachyderma 14C数据作为年龄控制点,使用MATLAB的Undatable程序中的Marine20校准曲线,建立岩芯的深度-年龄模型。利用最新放射性碳校正程序(CALIB 8.1.0)及最新的海洋放射性碳年龄校准曲线(Marine20)将14C年龄转化为日历年龄。研究结果如下:1.沉积物的来源:研究数据表明13.1-12.9 ka:岩相主要以红色泥岩为主,表明LIS消退,斜坡沉积物以羽流和融水搬运的冰川沉积物为主,来自东斯科舍斜坡和劳伦斯海峡出口。12.9-11.6 ka:a*值、CaCO3(%)下降,沉积速率降低,此期间岩相以红棕色泥岩和褐色泥岩为主,为浊流沉积物,可能与圣劳伦斯湾的冰川排泄有关。11.6-8 ka:YD结束,大量冰川融水以及LC的增强,导致此处Ca/Ti以及CaCO3(%)增加。橄榄灰泥岩为半深海沉积相,源自外陆架冰川。8-5 ka:Ca/Ti和K/Ti值呈波动式下降趋势,与拉布拉多大陆架上Ca/Ti的下降相匹配,主要来自LIS的沉积输入。5-1.8 ka:Ca/Ti和K/Ti呈上升趋势,整体呈砂质,沉积物来自于陆架冰川,由拉布拉多洋流以淡水羽流或由冰山向南输送。1.8-0 ka:此期间磁化率相对较低说明沉积物中的磁性矿物少。Ca/Ti呈波动式下降趋势,K/Ti值变化略有不同,沉积物可能来于源翡翠盆地附近河岸。2.GDGTs 的适用性探讨:通过计算 iGDGT-0/Cren,iGDGT-2/Cren,%GDGT-2、MI结果表明岩芯87-07 iGDGTs主要来源于海洋奇古菌。根据BIT、(Ⅲa+Ⅲa’)/(Ⅱa+Ⅱa’)、C/N判断bGDGTs主要来源为海源输入。使用异戊二烯甘油二烷基甘油四醚酯(iGDGTs)的TEXL86指标重建了加拿大大西洋斯科舍大陆架末次冰消期到早全新世以来的海洋表面温度(SST)。由于西北大西洋区域缺少特定的校准公式,本研究选取来四个广泛的校准公式,即Seki、Kim、Harning 的 TEXL86-SST 公式,以及 Tierney 和 Tingley 的 TEX86-SST,对TEX86/TEXL86-SST进行计算。分析对比最终选取Kim的温度校准公式,岩芯87-07所反映的SST和附近区域的UK’37记录以及格陵兰冰芯δ18O的变化趋势一致,证明了TEX86在西北大西洋地区的适用性。3.13.1-12.9 ka斯科舍大陆架地区洋流强度以及生产力较为稳定。12.9-11.6 ka:此期间岩芯87-07温度较低,淡水在陆架边缘产生了强大的压力梯度,导致拉布拉多洋流(LC)的增强。11.6-8 ka:10.1-8.9 ka之间CaCO3含量呈上升趋势,出现了 5个异常值分别在10.04 ka、9.64 ka、9.45 ka、9.3 ka和8.9 ka,说明冰融水事件对研究区域的有一定影响。9.4-8.0 ka此期间温度、Ca/Ti、K/Ti呈上升趋势,(?)呈下降趋势,说明LC强度降低。8.0-5.0 ka:Ca/Ti和K/Ti呈下降趋势,与拉布拉多大陆架变化相同,代表内部LC活力增强。斯科舍大陆架上的温度与格陵兰冰芯所记录的不同,此期间呈下降趋势,约为4℃,可能是日晒强度下降、拉布拉多海对流增强以及墨西哥湾流路径向赤道方向移动

关键词：末次冰消期沉积动力学海洋表层温度全新世 TEX86L

黄河源玛曲段末次冰消期以来古洪水事件与冻融褶皱现象研究

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第四纪研究 2022年第4期42卷 1010-1026页

作者：肖奇立陈豆张玉柱王宁练黄春长王浩宇贾雅娜潘昭烨陕西省地表系统与环境承载力重点实验室陕西西安710127 西北大学城市与环境学院陕西西安710127 陕西师范大学地理科学与旅游学院陕西西安710062 中国科学院地球环境研究所黄土与第四纪地质国家重点实验室陕西西安710061

通过对黄河源玛曲段开展广泛细致的野外考察,在黄河左岸第二级阶地前缘达尔琼东(DEQ-E)地点发现了两组漫滩相古洪水泛滥沉积层(OFD1和OFD2)。剖面厚448.5 cm,层次分明,未经人为扰动,沉积学特征显著。结合野外宏观特征与室内磁化率和粒... 详细信息

通过对黄河源玛曲段开展广泛细致的野外考察,在黄河左岸第二级阶地前缘达尔琼东(DEQ-E)地点发现了两组漫滩相古洪水泛滥沉积层(OFD1和OFD2)。剖面厚448.5 cm,层次分明,未经人为扰动,沉积学特征显著。结合野外宏观特征与室内磁化率和粒度指标分析结果,确定这两组OFD(245.0~448.5 cm)为典型的黄河大洪水溢出河槽形成的泛滥沉积物,共记录了两期11次古洪水事件。基于光释光(OSL)测年数据,确定了这些古洪水事件的发生时段以及OFD1上部(270.0~330.5 cm)冻融褶皱现象的发育年代。这两期古洪水事件分别发生在14900±1010~12800±1130 a和11060±880~9820±390 a,在时间坐标上分别对应于末次冰消期中的B?lling-Aller?d暖期和早全新世气候逐渐转暖阶段。由于青藏高原冰川对气温变化响应敏感,在B?lling-Aller?d暖期和早全新世气候逐渐转暖的大背景下,此时黄河源区发育的大规模冰川积雪会加速消融,抑或叠加区域暴雨的影响,进而导致了该河段大洪水事件的频发。另外,根据沉积地层的先后顺序及其发育特征,确定OFD1上部冻融褶皱发育年代为12500~11500 a,在时间坐标上与末次冰消期中的新仙女木寒冷事件(YD)对应。由于此时青藏高原整体以急剧降温为特征,使得该研究河段的沉积地层受到显著的冻融作用,进而形成了典型的冻融褶皱/冻融泥流等冰缘地貌类型。该研究成果有助于深入理解黄河源流域水文系统和地貌发育过程对全球气候变化的响应规律。

关键词：古洪水事件冻融褶皱光释光测年末次冰消期黄河源