晚第三纪重大冰盖生长期南海深部洋流变迁

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
91128208
项目类别：
重大研究计划
资助金额：
220.0万
负责人：
田军
依托单位：
同济大学
学科分类：
D0603.海洋地质学与地球物理学
结题年份：
2015
批准年份：
2011
项目状态：
已结题
起止时间：
2012-01-01 至2015-12-31

项目参与者：
徐建；黄湘通；马文涛；杨玫；周宁超；
关键词：
南海底层洋流变迁冰盖强迫晚第三纪

项目摘要

)：南海海盆的演化和底层洋流变迁是新生代全球变冷和西南太平洋构造演化大背景下的区域响应。地球从两极无冰过渡到两极有冰，关键的冰盖生长期都发生在晚第三纪，而冰盖发育对大洋热盐环流造成的影响必然波及到南海的深部，在此基础上叠加南海海盆构造演化的影响，势必造成南海底层洋流的变迁。本项目对大洋钻探184 航次在南海北部的1148 站和1146 站以及在南部的1143站进行系统的古海洋学分析，利用岩芯XRF荧光光谱无损扫描、ICP-AES和ICP-MS元素分析以及稳定氧碳同位素及钕同位素等系列手段，通过深海沉积物和底栖有孔虫壳体的同位素和元素变化反映底层洋流的变迁和冰盖的生长，结合碳酸盐堆积速率揭示的碳酸盐补偿深度变化，在与开放大洋的深海沉积记录对比的基础上，揭示在晚第三纪几个关键的冰盖生长期内，冰盖强迫、南海底层洋流变迁和海盆构造演化在构造和轨道尺度上的相互关系。

结项摘要

项目完成底栖有孔虫d18O和d13C测试3634对，浮游有孔虫d18O和d13C测试1615对，底栖有孔虫B/Ca比值测试138个，鱼牙化石钕同位素测试525个，X荧光光谱元素分析809个，XRF荧光光谱岩芯元素扫描近300米。已发表国际SCI论文9篇。出站博士后2人次，在读及毕业博士研究生4人次，硕士研究生5人次。项目负责人获得2015年国家杰出青年科学基金资助。获得如下科学认识。.1，南海及太平洋底栖有孔虫d13C及鱼牙化石钕同位素揭示，东南极冰盖扩张导致太平洋南北向的经向环流增强，LCDW增强并向北侵入太平洋深部，造成NPDW(北太平洋深层水)增强并侵入南海深部。.2，南海底栖有孔虫B/Ca比值重建的碳酸根离子浓度记录显示，13.5-14.1 Ma东南极冰盖快速扩张及构造作用导致输入南海的陆源碱度增加，南海深部碳酸根离子浓度增加50umol/kg，CCD加深，南海成为中中新世大气CO2的汇。.3，南海底栖有孔虫d13C及生产力记录揭示了5-8Ma的生物勃发事件，该事件引起南海深层水体d13C记录在5.9-6.5Ma和0.35-1.2Ma的显著负偏。巴士海道在6.5Ma的形成和台东弧间水道在1.2Ma的关闭是主要的原因。.4，南海北部ODP1148、1143站鱼牙化石钕同位素显示，0-8Ma，南海深部洋流发生了显著变化。7.75-7.61Ma，来自北太平洋的深层水明显增加，至6.65Ma，北太平洋深层水占据主导；6.65-4.88Ma，南海深部水团发生重要改组，与巴士海道在6.5Ma的形成有关；4.88-4.12Ma，巴拿马海道的关闭影响了西太平洋和南海的深层水团性质，北太平洋深层水在南海显著增加，至2.66Ma，北太平洋深层水在南海再次占据主导；1.3-2.66Ma，巴士海道内弧间水道的关闭再次引起南海深部水团性质的改变。.5，冰盖的快速扩张会破坏地表气候变化的节奏，引起冰盖和大洋碳储库相位差的快速跳动。.6，中中新世太平洋蒙特利碳位移事件是全球变化，大洋有机碳与无机碳埋藏比例是决定性因素，而中中新世大洋碳储库的长期变负则是碳酸盐岩、硅酸盐岩和油母岩的风化作用增强所致。.7，千年时间尺度上，南北半球的季风降雨具有“跷跷板”的反相现象，而南海的极端水循环事件对南海深海的碳酸钙沉积产生重要影响。.8，三维模拟揭示南海是现代大气CO2非常微弱的源。