25万年来西太平洋暖池核心区古海洋学研究

【摘要】：为了获得西太暖池核心区的上部水体结构变化记录,考察影响海洋生产力变化的因素,评价西太暖池生产力对大气CO_2含量变化的贡献,选择了西太暖池核心区ontong Java海台西南部WP7站位柱状样沉积物为材料,进行了对浮游有孔虫G. ruber与N. dutertrei壳体δ~(18)O、δ~(13)C,、Mg/Ca分析和沉积物元素地球化学分析。 基于有孔虫G. ruber、N. dutertrei壳体δ~(18)O、δ~(13)C和Mg/Ca,得到了WP7站位一致的上部水体结构变化结果,且与赤道太平洋风尘通量和中赤道太平洋ΔpCO_2密切相关。风尘通量增加时,ΔpCO_2升高,WP7站位的上部水体混合程度增强,初级生产力升高;风尘通量减少时,ΔpCO_2降低,WP7站位的上部水体混合程度减弱,初级生产力降低。推测西太暖池核心区的上部水体结构变化是赤道太平洋海区风场变化的结果,并且控制了WP7站位初级生产力的变化。对G. ruber、N. dutertrei壳体δ~(18)O、δ~(13)C和Mg/Ca进行频谱分析,结果发现存在着强烈的半岁差周期,说明西太平洋暖池核心区的古海洋变化受到赤道和低纬太阳辐射控制。 对沉积物元素地球化学组成进行了主成分分析,结果显示,WP7沉积物可分为生源组分、碎屑组分和火山物质。火山物质的输入不仅影响了沉积物的组成,也制约了沉积物内许多元素地球化学指标的应用。推测WP7沉积物内的火山物质主要来源于ontong Java海台西部和西南部岛弧内的火山活动。沉积物中氧化还原敏感元素的变化特征表明,249.5 kyr B.P.(距今)以来,WP7站位的底层水总体为氧化环境或亚氧化环境,但有一定波动;沉积后埋藏阶段,除表层一段沉积物为氧化性环境外,总体为亚氧化环境,当沉积物中有机碳含量高时环境的还原性更明显。 WP7站位沉积物中过剩Ba主要来自生物成因,且未受沉积后氧化还原作用影响,反映了生物泵中离开真光层的颗粒有机碳变化。将过剩Ba与反映了离开真光层的颗粒无机碳变化的CaCO_3作比值,可以得到离开真光层的有机碳与无机碳比例,即沉积雨比例。WP7站位的过剩Ba与CaCO_3比值表明,249.5 kyr B.P.以来,西太平洋暖池核心区的沉积雨比例在冰期时低,通过生物泵过程吸收CO_2的能力弱;而在间冰期时沉积雨比例高,吸收CO_2的能力强。 【关键词】：西太平洋暖池 晚更新世 沉积物 有孔虫 地球化学
【学位授予单位】：中国科学院研究生院（海洋研究所）
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：P736.22
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-24
• 1.1 现代海洋中影响生产力的因素11-16
• 1.2 西太平洋暖池古海洋学研究16-19
• 1.3 有孔虫壳体氧碳同位素和Mg/Ca19-23
• 1.4 选题依据和研究内容23-24
• 第二章 研究区概况24-30
• 2.1 ontong Java 海台附近的地理地质概况24-26
• 2.2 ontong Java 海台附近的气候概况26-27
• 2.3 ontong Java 海台附近的水文概况27-30
• 第三章 研究材料和方法30-46
• 3.1 研究材料30-31
• 3.2 沉积物全岩化学分析31-34
• 3.3 有孔虫氧碳同位素分析34-35
• 3.4 有孔虫Mg/Ca 分析35-42
• 3.5 WP7 年代框架42-44
• 3.6 时间序列分析44-46
• 第四章 WP7 站位上部水体结构和初级生产力46-70
• 4.1 基于海水温度的上部水体结构变化46-50
• 4.2 基于水体氧同位素的上部水体结构变化50-53
• 4.3 基于有孔虫壳体碳同位素的上部水体结构变化53-54
• 4.4 上部水体结构变化小结54-56
• 4.5 初级生产力变化的原因56-63
• 4.6 上部水体结构变化的周期特征63-70
• 第五章 WP7 站位沉积物元素地球化学70-94
• 5.1 元素组成主成分分析72-81
• 5.2 碎屑物质相对含量变化81-82
• 5.3 火山物质相对含量变化82-85
• 5.4 生源组分相对含量变化85-87
• 5.5 沉积和沉积后氧化还原作用87-94
• 第六章 WP7 站位沉积物中的过剩Ba94-104
• 第七章 结论104-106
• 参考文献106-124
• 已发表和待发表文章124-126
• 致谢126-128
• 附录1128-135

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