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鉴。
关键词东西伯利亚海北极古海洋古气候拉普捷夫海楚科奇海海洋环境学第纪古海洋环境第纪以来,全球气候出现不同尺度的频繁波动,特别是千年尺度的气候波动异常剧烈。
而北极冰盖所呈现的冰期间冰期的反复变化和海平面的波动则被认为是影响北半球千年尺度快速气候变化的重要因素。
工业革命以来随着全球变暖,北极成为全球气候变化响应和反馈最敏感的区域之,广泛覆盖的海冰在大气与海洋间的热量转换中发挥着重要作用,并通过系列的正负反馈机制来影响全球的大气环境亚海盆的穿极流主导美亚盆地呈顺时针方向流动的波弗特环流经白令海峡流入楚科奇海南部的太平洋水自西向东依次形成低温高盐富营养的阿纳德流白令海陆架水和高温低盐的阿拉斯加沿岸流,其中阿拉斯加沿岸流朝东北方向流入波弗特海陆坡,白令海陆架水向北与波弗特环流和穿极流相遇通过德朗海峡流入楚科奇海并与北太平洋水西支阿纳德流交汇的西伯利亚沿岸流,图。
上述洋流混合环北极的入流淡水及冰融水共同组成极地表层水。
在极地表层水之下,由上到下垂直方向上还分布着其他个水团大西洋水,北极中层水,欧亚海盆,美亚海盆北极深层水,欧亚海盆,美亚海盆。
大西洋水是由温暖高盐的北大西洋表层水通过弗拉姆海峡沿北大西洋挪威海进入北冰洋,沿欧亚大陆边缘冷却下沉形成,它穿过门捷列夫脊后分成两支,支向南进入楚科奇深海平,同时还影响着北冰洋边缘海陆架的暴露与淹没。
西伯利亚极地海域,包括楚科奇海东西伯利亚海和拉普捷夫海,作为环北冰洋最为宽阔的浅水陆架区,其在第纪冰期间冰期旋回中经历了海洋环境的重大变化。
利用北冰洋主要边缘海楚科奇海东西伯利亚海和拉普捷夫海所开展的第纪以来古海洋环境的研究成果,通过对比分析上述个海域多指标重建的古海洋环境演变与古气候记录,全面系统地了解第纪以来西伯利亚极地海域的古海洋环境演变历史,发现古洋流古海平面古海水温盐度等古海洋环境因子的变化,除在根本上要受地球轨道参数的周期性波动所引起的太阳入射辐射量的变化和地壳构造运动的影响外,还受到各种正负反馈机制和放大效应引起的北极冰盖扩张和退缩冰川地壳均衡补偿入海径流变化等因素的影响,为今后北极古海洋古气候研究工作的开展提供借鉴。
关键词东西伯利亚海北极古海洋古气候拉普捷夫海楚科奇海海洋环境学第纪古海洋环境第纪以来,全球气候出现不同尺度的频繁波动,特别是千年尺度的气候波动异综述第四纪以来西伯利亚极地海域的古海洋环境演变海洋环境学论文,因主体位于俄罗斯专属经济区内,研究程度相对较低,且以国外的研究成果为主。
在东西伯利亚海,目前运用有孔虫孢粉与介形类等微体古生物指标研究了末次盛冰期以来的海平面及冰盖变化表拉普捷夫海的研究则集中在陆架中东部及北部陆坡附近,运用粒度有孔虫硅藻孢粉沟鞭藻碳同位素等古海洋学指标分析了早更新世以来拉普捷夫海的海平面温盐及海冰等古海洋环境演变表。
表楚科奇海东西伯利亚海拉普捷夫海各钻孔研究对比本文以楚科奇海东西伯利亚海和拉普捷夫海个海域所开展的第纪以来古海洋环境研究为基础,通过对比分析不同指标所重建的古海洋环境演变与古气候记录,全面系统地了解第纪以来西伯利亚极地海域的古海洋环境演变规律,从而为今后北极古海洋古气候研究工作的开展提供借鉴。
区域背景西伯利亚极地海域自东向西分布着楚科奇海东西伯利亚海拉普捷夫海个边缘海。
其中,楚科奇海位于阿拉斯加半岛楚科奇半岛与弗兰格尔岛之间,海域面积约为。
作为太平洋海水进入北图。
由于气候更加温暖,冰川融水及河流径流量增加,导致表层海水的淡化,混合流入的大西洋水形成了新的陆架水团,。
拉普捷夫海西北部形成了个具有强烈水柱分层的陆架水团环境,不利于北极浮游有孔虫生长,。
全新世初期,拉普捷夫海大陆架的海洋环境逐渐形成。
东拉普捷夫海的北部陆架区由河口环境转变为海洋环境,如位于东北陆架区边缘的孔水深在期间,由以淡水硅藻为主盐度小于的河口环境转变为以暖水沟鞭藻为主的海洋环境淡水硅藻比重下降图。
同时这种转变也表现在内外陆架的盐度研究中,外陆架的盐度在期间上升到接近现代值的,内陆架在大约后也达到这个水平,并且淡水硅藻相对丰度下降至现代水平的。
而西拉普捷夫海方面,在期间,哈坦加河中的石榴石和不透明矿物含量急剧下降,指示了哈坦加河沉积中心向陆地的移动从全新世早期直到,陆架北部陆源有机质的长期减少和海洋有机质的同期增加,也指示了海洋环境的发展。
综述第四纪以来西伯利亚极部与东部边缘区发现的有孔虫与底栖介形类化石,呈现出从河流相到全海相的转变,。
全新世早期,气候变暖,海平面持续上升,海侵达到最盛。
期间,海侵和多年冻土不稳定造成东西伯利亚海的陆相有机碳输入量达到全新世最高水平。
海平面达到高位,沉积状态稳定下来,海侵结束,。
全新世晚期气候又有所转冷,海冰的覆盖范围明显扩大。
拉普捷夫海的古海洋环境记录拉普捷夫海的大陆架北部边缘区位于距离海岸线水深的海面下,大陆架上分布着向北缓缓倾斜的个大型海底谷地,它们是由勒拿河等河流在更新世海平面较低时侵蚀形成的。
通过勒拿河等河流输入拉普捷夫海的淡水占输入北冰洋的大陆淡水总量的分之以上,因此,整个拉普捷夫海域受西伯利亚内陆径流淡水输入的影响较大。
拉普捷夫海是穿极流西伯利亚分支的主要海冰源地,被视为北冰洋淡水和海冰平衡的关键区域。
此外,拉普捷夫海还受到大西洋水来自弗拉姆海峡与巴伦支海的暖水团的影响。
末次冰消期早期随着河流径流量的增加,目前,楚科奇海第纪古海冰的研究工作还相对较少,但随着研究手段和方法的不断发展,近年来研究者已获得了该海域末次盛冰期以来的古海冰定量重建结果。
末次盛冰期期间楚科奇海部分海域可能覆盖着厚的海冰,海冰在进入冰消期后的期间逐渐融化,无冰期从年中的几个星期增长到两个月以上,但在期间又再次增长,无冰期在严寒气候条件下再次消失,这与新仙女木事件,相对应。
进入全新世后,海冰覆盖范围呈现千年尺度的振荡大约每出现次,在左右海冰覆盖出现最小值。
此时,楚科奇海夏季海水表层温度在之间波动,高于现代的夏季海水表层盐度则在之间变化,并在间出现峰值。
海冰覆盖最小值与夏季海水表层温度盐度的较大值相对应,表明楚科奇海海冰变化的周期性可能与区域气候变化有关,。
之后在的小冰期期间,楚科奇海陆架东南部孔的极地种硅藻含量增加,楚科奇海的海冰覆盖转冷,冰盖范围扩大,厚度增厚,海平面下降,洋流循环受到抑制,海洋生产力下降,北美冰盖向加拿大海盆扩展,直至覆盖到楚科奇海台与北风脊,波弗特环流受到抑制,沉积物数量减少,同时海平面下降了几十米。
当期数为奇数时,气候变暖,冰川消融,海平面上升,洋流循环旺盛,海洋生产力提升。
其中,末次盛冰期期间,楚科奇海的海平面下降了约,进入冰消期后,海平面开始上升,其北部于被淹没,南部于也被淹没,间,海平面进步上升,白令海峡被淹没。
在全新世早期,海平面处于持续快速上升的状态,大陆架上陆相沉积物向陆地方向移动。
时海平面接近现代高度。
进入全新世中晚期后,海平面上升速度放缓,期间,楚科奇海南部地区的海平面只升了约。
之后楚科奇海海平面虽然有所波动,但在左右最晚可达逐渐趋于稳定,苏厄德半岛河口沉积的泥炭年代表明,自以来,海平面的上升幅度小于。
综上所述,古洋流古海水温盐度古海营养。
末次冰消期晚期的,通过弗拉姆海峡的大西洋水迅速增强,但横穿巴伦支海大陆架的东部分支还不存在,在陆架西北部的孔中发现了大量底栖有孔虫图。
由于气候更加温暖,冰川融水及河流径流量增加,导致表层海水的淡化,混合流入的大西洋水形成了新的陆架水团,。
拉普捷夫海西北部形成了个具有强烈水柱分层的陆架水团环境,不利于北极浮游有孔虫生长,。
全新世初期,拉普捷夫海大陆架的海洋环境逐渐形成。
东拉普捷夫海的北部陆架区由河口环境转变为海洋环境,如位于东北陆架区边缘的孔水深在期间,由以淡水硅藻为主盐度小于的河口环境转变为以暖水沟鞭藻为主的海洋环境淡水硅藻比重下降图。
同时这种转变也表现在内外陆架的盐度研究中,外陆架的盐度在期间上升到接近现代值的,内陆架在大约后也达到这个水平,并且淡水硅藻相对丰度下降至现代水平的。
而西拉普捷夫海方面,在期间,哈坦起海侵,在新仙女木事件晚期,东西伯利亚海边缘区域的海平面不仅比现在低,而且比根据冰川均衡校正的地球物理模型预测的也低,但比末次盛冰期最高点高出。
之后,随着海平面的逐渐上升,在东西伯利亚海北部与东部边缘区发现的有孔虫与底栖介形类化石,呈现出从河流相到全海相的转变,。
全新世早期,气候变暖,海平面持续上升,海侵达到最盛。
期间,海侵和多年冻土不稳定造成东西伯利亚海的陆相有机碳输入量达到全新世最高水平。
海平面达到高位,沉积状态稳定下来,海侵结束,。
全新世晚期气候又有所转冷,海冰的覆盖范围明显扩大。
拉普捷夫海的古海洋环境记录拉普捷夫海的大陆架北部边缘区位于距离海岸线水深的海面下,大陆架上分布着向北缓缓倾斜的个大型海底谷地,它们是由勒拿河等河流在更新世海平面较低时侵蚀形成的。
通过勒拿河等河流输入拉普捷夫海的淡水占输入北冰洋的大陆淡水总量的分之以上,因此,整个拉普捷夫海域受西伯利亚内陆径流淡水输入的影响较冰洋门捷列夫海脊和马卡洛夫海盆,南部紧依俄罗斯西伯利亚大陆,向西通过德米特里拉普捷夫海峡与拉普捷夫海相连图。
拉普捷夫海位于西伯利亚沿岸的泰梅尔半岛和新西伯利亚群岛之间。
向西连接喀拉海,面积约图。
目前,楚科奇海第纪古海冰的研究工作还相对较少,但随着研究手段和方法的不断发展,近年来研究者已获得了该海域末次盛冰期以来的古海冰定量重建结果。
末次盛冰期期间楚科奇海部分海域可能覆盖着厚的海冰,海冰在进入冰消期后的期间逐渐融
