南海热带海区晚第四纪表层海水温度变化

摘要

对南沙海区中德合作“太阳号”95航次17961-2孔(8°30.4'N，112°19.9'E，水深1795米，柱长10.3m)的183块样品进行浮游有孔虫群定量分析、多种有孔虫（表层水种Globigerinoides ruber、次表层水种Pulleniatina obliquiloculata、底栖有孔虫Cibicidoides wellerstorfi)氧碳稳定同位素和浮游有孔虫G．ruber壳体的Mg/Ca比值测定，揭示了晚第四纪约140ka以来时间分辨率～800年的古海洋学变化历史，展示了海水表层温度、温跃层深度和浮游有孔虫主要属种及其同位素在冰期旋回中的变化以及千年尺度的气候波动。将南沙海区的研究结果与南海北部ODP1145站、极地冰芯古气候记录进行对比，探讨了晚第四纪东亚季风的变化和热带海区在全球气候变化中的作用。 采用古生态转换函数FP—12E和SIMMAX-28、浮游有孔虫G． ruber壳体Mg/Ca法定量估算表层海水古温度，并对比上述方法及Uk37法估算的结果。研究发现，晚第四纪表层海水温度存在明显的冰期低、间冰期高的变化。末次冰期时，南沙海区确实存在明显的降温，幅度达～5℃，且表层海水温度变化有千年尺度变化的气候波动。 但是，古生态转换函数法估算的SST，与同位素的冰期—间冰期变化对应性差，在冰期出现异常高值。浮游有孔虫主要属种含量的变化更多的是反映上层水体结构的变化，而不仅仅是表层海水的温度变化。末次冰期时研究区表层与次表层同位素和温度差反映温跃层变深、次表层海水增温，从而引起次表层暖水种P． obliuquiloculata含量增多，导致古生态转换函数法计算发生偏差，说明古生态转换函数估算海水表层温度在南海南部至少南沙海区并不适用。 对比南沙海区17961-2孔和南海北部ODP1145站的Mg/Ca比值法所得的海水表层温度以及浮游有孔虫G． ruber的δ18O记录，结果表明晚第四纪东亚季风的强弱呈现周期性变化，～140 ka以来有7次明显的减弱事件，最近的一次发生在末次冰消期。频谱分析结果显示，东亚季风变化除23.2ka的岁差周期外，还存在千年尺度的变化周期，说明热带过程在南海季风变化中的重要性。 将南沙海区17961-2孔的表层海水温度SST，浮游有孔虫G． ruber和海水δ18O记录与极地冰芯古气候记录对比发现，发现在千年时间尺度上南沙海区SST的变化特征与南极冰芯的古气候变化相一致，而与格陵兰冰芯δ18O的锯齿状形态D/O事件的变化不一样，且末次冰消期南沙热带海区与南极的古气候变化同步，而领先于格陵兰冰芯δ18O和海水δ18O变化～3千年。本次研究进一步论证了低纬热带海区在全球古气候变化中的重要作用，为古气候的热带驱动假说提供了新证据：单纯地将晚第四纪气候变化解释为北半球高纬区对轨道驱动响应的结果，认为低纬过程只是其消极响应的看法，是不全面的。

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声明

第1章 前言

1.1科学问题的提出

1.1.1表层海水古温度研究

1.1.2热带海区表层海水古温度之谜

1.1.3太平洋热带海区晚第四纪表层海水温度变化

1.1.4南海南部热带海区表层海水温度的研究现状

1.2研究目标

第2章 材料和方法

2.1研究材料

2.2实验方法

2.2.1样品处理

2.2.2浮游有孔虫的鉴定与统计

2.2.3氧、碳稳定同位素分析

2.2.4 Mg/Ca比值测定

2.3数据分析

2.3.1粗组分含量

2.3.2碎壳率

2.3.3采用古生态转换函数计算表层和次表层海水温度

2.3.4古生态法转换函数计算温跃层深度(DOT)

2.3.5浮游有孔虫G. ruber壳体Mg/Ca比值计算表层海水温度

2.3.6表层海水氧同位素的计算

第3章 年代地层框架的建立

第4章 南沙海区晚第四纪表层海水温度变化

4.1浮游有孔虫化石群的组合变化反映的古温度信息

4.2转换函数估算古温度

4.3采用浮游有孔虫G.ruber壳体Mg/Ca比值计算表层海水温度

4.4几种表层海水古温度定量计算结果的比较

第5章 南沙海区晚第四纪上层水体结构变化

5.1浮游有孔虫属种的变化

5.2上层水体垂向结构的变化

5.3上层水体结构的变化对转换函数古温度估算的影响

第6章 南海晚第四纪表层海水温度的南北比较与东亚季风

第7章 南沙海区表层海水古温度变化与气候的热带驱动

第8章 结论

致谢

参考文献

附录

个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果