晚第三紀重大冰蓋生長期南海深部洋流變遷

《晚第三紀重大冰蓋生長期南海深部洋流變遷》是依託同濟大學，由田軍擔任項目負責人的重大研究計畫。

基本介紹

• 中文名：晚第三紀重大冰蓋生長期南海深部洋流變遷
• 項目類別：重大研究計畫
• 項目負責人：田軍
• 依託單位：同濟大學

中文摘要

南海海盆的演化和底層洋流變遷是新生代全球變冷和西南太平洋構造演化大背景下的區域回響。地球從兩極無冰過渡到兩極有冰，關鍵的冰蓋生長期都發生在晚第三紀，而冰蓋發育對大洋熱鹽環流造成的影響必然波及到南海的深部，在此基礎上疊加南海海盆構造演化的影響，勢必造成南海底層洋流的變遷。本項目對大洋鑽探184 航次在南海北部的1148 站和1146 站以及在南部的1143站進行系統的古海洋學分析，利用岩芯XRF螢光光譜無損掃描、ICP-AES和ICP-MS元素分析以及穩定氧碳同位素及釹同位素等系列手段，通過深海沉積物和底棲有孔蟲殼體的同位素和元素變化反映底層洋流的變遷和冰蓋的生長，結合碳酸鹽堆積速率揭示的碳酸鹽補償深度變化，在與開放大洋的深海沉積記錄對比的基礎上，揭示在晚第三紀幾個關鍵的冰蓋生長期內，冰蓋強迫、南海底層洋流變遷和海盆構造演化在構造和軌道尺度上的相互關係。

結題摘要

項目完成底棲有孔蟲d18O和d13C測試3634對，浮游有孔蟲d18O和d13C測試1615對，底棲有孔蟲B/Ca比值測試138個，魚牙化石釹同位素測試525個，X螢光光譜元素分析809個，XRF螢光光譜岩芯元素掃描近300米。已發表國際SCI論文9篇。出站博士後2人次，在讀及畢業博士研究生4人次，碩士研究生5人次。項目負責人獲得2015年國家傑出青年科學基金資助。獲得如下科學認識。 1，南海及太平洋底棲有孔蟲d13C及魚牙化石釹同位素揭示，東南極冰蓋擴張導致太平洋南北向的經向環流增強，LCDW增強並向北侵入太平洋深部，造成NPDW(北太平洋深層水)增強並侵入南海深部。 2，南海底棲有孔蟲B/Ca比值重建的碳酸根離子濃度記錄顯示，13.5-14.1 Ma東南極冰蓋快速擴張及構造作用導致輸入南海的陸源鹼度增加，南海深部碳酸根離子濃度增加50umol/kg，CCD加深，南海成為中中新世大氣CO2的匯。 3，南海底棲有孔蟲d13C及生產力記錄揭示了5-8Ma的生物勃發事件，該事件引起南海深層水體d13C記錄在5.9-6.5Ma和0.35-1.2Ma的顯著負偏。巴士海道在6.5Ma的形成和台東弧間水道在1.2Ma的關閉是主要的原因。 4，南海北部ODP1148、1143站魚牙化石釹同位素顯示，0-8Ma，南海深部洋流發生了顯著變化。7.75-7.61Ma，來自北太平洋的深層水明顯增加，至6.65Ma，北太平洋深層水占據主導；6.65-4.88Ma，南海深部水團發生重要改組，與巴士海道在6.5Ma的形成有關；4.88-4.12Ma，巴拿馬海道的關閉影響了西太平洋和南海的深層水團性質，北太平洋深層水在南海顯著增加，至2.66Ma，北太平洋深層水在南海再次占據主導；1.3-2.66Ma，巴士海道內弧間水道的關閉再次引起南海深部水團性質的改變。 5，冰蓋的快速擴張會破壞地表氣候變化的節奏，引起冰蓋和大洋碳儲庫相位差的快速跳動。 6，中中新世太平洋蒙特利碳位移事件是全球變化，大洋有機碳與無機碳埋藏比例是決定性因素，而中中新世大洋碳儲庫的長期變負則是碳酸鹽岩、矽酸鹽岩和油母岩的風化作用增強所致。 7，千年時間尺度上，南北半球的季風降雨具有“蹺蹺板”的反相現象，而南海的極端水循環事件對南海深海的碳酸鈣沉積產生重要影響。 8，三維模擬揭示南海是現代大氣CO2非常微弱的源。