南大西洋始新世—渐新世过渡期碳酸盐溶解记录

摘要

新生代地球表面从两极无冰的“温室地球”变为现今两极终年有冰的“冰室地球”，最重大的降温事件是发生在距今约33.7 Ma始新世—渐新世(E—O)界线附近的“渐新世初大冰期事件”(EOGM)。南大西洋深水大洋钻探计划(ODP)第208航次1262、1263和1265站35～30 Ma期间的浮游和底栖有孔虫氧碳同位素、碳酸钙和粗组分含量、浮游有孔虫碎壳率和底栖有孔虫百分含量，以及由粒度分析建立的碳酸盐溶解指标结合颜色反射率和磁化率的高分辨率记录，揭示出表层和深水都发生了这一全球降温事件。 分析表明，氧同位素在渐新世初33.5～33.1 Ma记录的EOGM事件代表了南极东部冰盖的规模，表示当时世界海水的表层和深部水温大幅度降低。ODP1262、1263和1265站碳酸钙含量在E—O界线时迅速增加，与此同时粗组分和浮游有孔虫碎壳率及底栖有孔虫百分含量都有显著变化，而有孔虫氧碳稳定同位素的变化则滞后于碳酸钙含量的变化。同时，岩性组成、颜色反射率和磁化率在E—O界线附近都发生了重要变化，反映当时碳酸盐补偿深度(CCD)突然快速变深。由ODP1263和1265站碳酸钙软泥粒度分析建立的碳酸盐溶解指标与传统的碳酸钙含量、粗组分、浮游有孔虫碎壳率以及底栖有孔虫百分含量等指标具有良好的相关性，表明这一方法建立的碳酸盐溶解指标是可靠的。同时也揭示出了E—O界线时碳酸钙含量的增加主要是由于钙质超微化石的堆积引起的，而与此同时有孔虫却遭受了强烈的溶解，其原因可能是由于大洋环流的改变造成上升流发育的结果。1262站颜色反射率和1263站碳酸盐溶解指标的小波分析结果揭示出碳酸钙含量变化具有100 ka和400 ka的地球轨道偏心率长周期，进一步显示始新世一渐新世过渡期间全球气候变化的轨道驱动机制。ODP1262、1263和1265站有孔虫碳同位素在EOGM期间发生碳位移事件，δ13C值在E—O界线的33.7 Ma时快速变重，指示了有机碳的大量埋藏，同时吸收海水中溶解的无机碳，消耗大气CO2。而碳酸盐溶解则可能是由于碳酸钙泵的作用将大气CO2泵入深海，使得大气圈中的碳转化为深海沉积的碳酸盐，促使大洋碳储库发生重大改组，从而可能造成气候快速变冷，海平面大幅度下降，南极大陆东部出现永久性冰盖。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章前言

第2章材料和方法

2.1研究材料

2.3研究方法

2.3年龄模式

第3章始新世—渐新世过渡期的全球降温事件

第4章始新世—渐新世过渡期的碳酸盐溶解事件

4.1碳酸盐溶解指标

4.2基于粒度分析的碳酸盐溶解指标

4.2.1 ODP1263站的粒度分析

4.2.2 ODP1265站的粒度分析

4.3碳酸盐溶解指标的频谱分析

4.4始新世—渐新世过渡期的碳酸盐溶解与碳循环

4.4.1碳位移事件与碳循环

4.4.2碳酸盐溶解事件与碳循环

4.4.3海平面变化与CCD变迁

第5章渐新世初大冰期事件(EOGM)发生机制探讨

第6章结论

致谢

参考文献

附录

个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果