晚第四纪中北太平洋铁锰结壳Fe/Mn变化:对古气候变化的响应

摘要

大洋铁锰结壳是沉积于海山硬质基岩上的“壳状”沉积物。水成型铁锰结壳被认为是从海水中直接沉淀出来的,并且,形成以后Fe,Mn等元素活化迁移程度很小。因此,铁锰结壳的Fe,Mn含量可以大致反映其生长沉积时的海水化学特征。由于结壳生长通常会受到许多因素(包括水动力环境)的影响而使其生长不够稳定,从而难以准确获取结壳元素在千年尺度上变化的规律。为了克服这一影响,本文选取了中北太平洋两块生长韵律较好,结构致密的结壳(MP3D07和CXD55)进行了高精度化学成分探针分析。结果表明,两块结壳的Fe/Mn比值都可以和~1 Ma以来的深海底栖有孔虫氧同位素曲线很好地对应起来,冰期结壳的Fe/Mn比值比间冰期高。铁锰结壳的Fe/Mn比值在冰期-间冰期的显著变化,说明至少1 Ma以来,铁锰结壳中Fe-Mn的含量变化与全球气候变化紧密相关。我们认为冰期结壳较高的Fe/Mn比值,是由于冰期风沙输入量增大带来大量的Fe和其它营养元素,加之亚北极水流的影响,使得太平洋表层的生物生产力增大,进而导致由生物颗粒向深水释放的Fe通量增高造成的。