利用有孔虫建立高精度海平面变化标尺

利用有孔虫建立高精度海平面变化标尺

吉云松[1]2004年在《利用有孔虫建立高精度海平面变化标尺》文中研究表明海平面变化研究的重点是寻找高精度的海平面标志。传统的研究方法采用海岸地形地貌、海滩沉积等判读标志,这些方法误差大,无法得到海平面变化的准确数据。上世纪70年代以来,北美东岸和英国Severn河口先后发现潮滩盐沼有孔虫特殊组合序列,这些组合可以与潮汐高度建立对应关系,从而开辟了运用潮滩有孔虫组合恢复古盐沼标高的新领域。然而,在北美东海岸的潮汐盐沼有孔虫序列中出现的Jadammina macresens单种组合和紧邻下部出现的Jadammina macresens和Trochammina inflata组合并没有在英国的Severn河口和苏北的建川都出现。本文分析认为,可能的原因有叁种:首先,由于提前围垦造成潮上带消失;第二,由于有孔虫呈簇状分布的特性,导致分布不均;第叁,底栖有孔虫分布的地区差异。由于潮滩有孔虫组合存在这种差异,运用它建立全球海平面变化标尺,就可能在很大程度上限制了它在实际研究工作中的推广应用。而且,由于胶结质有孔虫在地层中容易遭到破坏,所以以底栖有孔虫为基础恢复建立古海平面存在一定的局限。为了突破这种局限,本文尝试在进行有孔虫组合分析过程中,引入了生态指数辅助分析方法,突破由于属种差异带来的限制。 生态指数是生物群多样化程度的指标,它是生物群总体特征的数量表示。由于生物群的多样化程度取决于其所生活的环境,因此生态环境与生态因子之间可以建立对应关系,这正是运用生态指数进行古环境恢复的理论依据。生态指数借以分析的不是个别物种的出现与否,而是生物群的全体特征的综合反映,不同地区相同生境下的生物面貌存在一定的差异,然而生态指数具有相似的变化规律。因此,它可以避免对个别物种的依赖,具有比较好的横向对比的优点。 对采自苏北废黄河口到上海芦潮港潮滩的10个剖面的94个表层样品分别进行了动物群和埋藏群微体古生物分析统计,建立潮滩有孔虫数据库,分析处理数据,获取简单分异度、复合分异度、优势度等生态结构数据,与实测高程数据拟合。 微古分析结论:苏北潮滩盐沼有孔虫,可划分出叁个组合带,位于顶部的组合AⅠ,高度在374~320cm(吴淞高程系统,2001,以下同),优势种为毕克卷转虫变种(Ammonia beccarii vars.)、孔缝筛九字虫(Cribrononion porisuturalis S.Y.Zheng)、中里假上穹虫(Pseudoeponides nakazatoensis)。位于其下部的AⅡ翻弟装铎花尺带硕士论文:利用有孔虫建立高精度海平面变化标尺组合,分布高度在320一275cm之间,主要优势种为鳞状砂轮虫(Trochamminas叮uamata)、褐色砂粟虫(Miliammina fusca(Brady))。组合^111位于高程275em一225em之间,优势种为孔缝筛九字虫(Cribrononion夕orisuturalisS.Y.zheng)、毕克卷转虫变种(A mmonia becearii vars.)、日本假上弯虫(Pse:‘do印onidesj即onic:召)组合。 生态指数分析结论:无论是简单分异度,还是Q指数和复合分异度(Hls]),它们都具有以下特征: 一、动物群比较小,埋藏群较大 二、动物群的分异度在高潮线和中潮线附近较高 二、在剖面上,埋藏群分异度具有与动物群基本相似的趋势,但情况要夏杂一些 综合有孔虫的组合分析与生态指数分沂结果表明,利用潮滩有孔虫生态指数,可以弥补有孔虫组合标尺的不足;可以对潮滩地貌进行更详细的划分;校正有孔虫组合分沂和沉积分析误差同时,分沂认为高程对潮滩有孔皿分布控制的根本原因在于盐度的变化。 运用兴隆沙剖面对该有孔虫综合标尺进行验证,结果表明,STG剖面xlblZ样品位于当年的潮滩高潮线附近,高程为3 1 Icm。表明该有孔虫标尺具有指示海平面的意义。 关于有孔虫的生态指数海平面标尺研究,如何选择更合适的生态指数:如何通过埋藏群与动物群的对比获得动物群生态指数:如何对平均潮差的影响进行校正,这些问题需要今后进一步研究。

李建芬[2]2010年在《渤海湾西部现代有孔虫种群分布特征及对地质环境的记录》文中进行了进一步梳理本文主要进行了两方面的研究工作。第一,对渤海湾西部潮间带及浅海区不同亚环境下采集的110个底质沉积物样品,分别进行了有孔虫活体和死体(埋藏)种群的鉴定、统计和分析,其中包括:现代有孔虫群的组成,优势种和常见种的分布特征及现代有孔虫对地质环境和海面的指示意义,高程/水深、沉积物底质粒径和现代沉积作用等因素对有孔虫生态的影响;第二,在现代有孔虫特征区域研究的基础上,进行了地层中应用实例的个案研究,逆推了全新世地质环境与海面的历史变化。活体和死体(埋藏)有孔虫都显示了渤海湾西部及浅海区的有孔虫主要优势种有: Ammonia beccarii vars.、Ammonia limbatobeccarii、Protelphidium tuberculatum、Ammoboculites sp.、Elphidium simplex、Pseudogyroidina sinensis、Quinqueloculina akneriana rotunda、Cribrononion porisuturalis、Ammonia granuloumbilica等,常见种有Elphidium magellanicum、Elphidium advenum、Cribrononion subincertum、Ammonia maruhasii等。有孔虫的分布特征和主成分分析均表明,研究区主要受到近岸浅海环境、潮间带环境和高潮线附近的盐沼、河口漫滩的影响,其它环境如河口闸下、潮间带的潮道等环境影响不明显。通过对优势种的聚类分析,探讨了现代有孔虫的组合特征。共分为五5个组合7个亚组合,各组合区几乎平行于岸线分布,分别对应于潮间带及浅海区不同的亚环境。筛选出的8个优势种有孔虫随水深(高程)变化的垂直分布特征表明,高程/水深是现代有孔虫的主要影响因素。讨论了不同属种、不同有孔虫垂直组合带与地质环境及海面的定量关系。结果表明,有孔虫属种及组合的垂直分布范围决定了其作为地质环境及海面变化指标的灵敏性和精度,C. porisuturalis和E. simplex等及组合I、II和IIIa带的精度较高。讨论了环境参数对有孔虫的影响。不同种属及组合带与底质沉积物组成的分析表明,除了Protelphidium tuberculatum外,底质沉积物粒径组成对研究区的有孔虫分布没有明显的影响。有孔虫个体数量与沉积作用具有相关性,现代沉积速率高的区域,有孔虫个体数量少,沉积速率低的区域,有孔虫个体数量多。按照海相性分布指数(Ic)的计算方法,确立研究区各参数的有孔虫分类方案,结果表明,研究区受陆地影响的下限为0.5、受海洋影响的上限指数为0.3。在现代有孔虫研究的基础上,通过渤海湾西岸及浅海区5个钻孔,对全新统地层中有孔虫进行了详细分析。恢复了全新世以来区域性相对海面变化曲线,认为全新世以来海面主要为7500~6200 a BP的快速上升期和之后的缓慢上升期,中间存在海面波动,但没有出现高于现代海面的高海面期。揭示了现代海区及陆区在全新世经历的不同地质环境演变过程。

尤坤元, 陈才俊, 吴小根, 施丙文[3]2002年在《我国苏北建川潮汐盐沼有孔虫垂直分带的发现和特征》文中提出通过叁个断面加密有孔虫表层采样和精确高程测量 ,发现建川开敞型盐沼存在特征性盐沼有孔虫组合 ,这些组合与盐沼植被带相应 ,受高程控制 ,有明显的垂直分带 ,垂直带顶面即最高高潮位以上有孔虫突然消失 .这个有孔虫垂直分布模式可高精度地恢复古海面 (精度最高可达± 5cm) .该研究为我国高分辨恢复古海面提供了一个地区性的现代有孔虫标尺 ,同时该工作也填补了国外仅局限于研究隐蔽型海岸盐沼有孔虫垂直分带的不足 .

王文洁[4]2014年在《晚中新世南海南部底栖有孔虫记录对北极冰盖初现及南海海盆演化的响应》文中研究指明本论文以大洋钻探计划(ODP; Ocean Drilling Program,1983-2013)184航次南沙1143站的有孔虫稳定氧、碳同位素(8180和813C)分析为基础,研究了13-5Ma间南海南部的古海洋学特征。同位素分析的测试工作在同济大学海洋地质国家重点实验室进行。样品取自1143站下部191.25-432.29m,采样间距15cm(时间分辨率为5ka),共计1615个样品。用作同位素测试的有孔虫包括底栖有孔虫Cibicidoides wuellerstorfi和Uvigerina peregerina以及浮游有孔虫Globigerinoides obuliquus结果显示:①底栖有孔虫的氧、碳同位素对于以北极冰盖的初次显现有非常良好的呼应;②浮游有孔虫的氧、碳同位素对于北极冰盖的初次显现反应平淡,但是却很好的展现出了0.02Ma的岁差周期,这可能是因为浮游有孔虫受当地因素的影响较大;③不论是底栖有孔虫还是浮游有孔虫,碳同位素的变化总是先于氧同位素,这可能是由于大气中CO2首先发生变化,从而引起了全球温度的变化,进一步影响到全球冰量的变化。同样利用该段样品,以2.5m(时间分辨率为0.83Ma)为采样间距共104个样品,用于底栖有孔虫种群分析。共统计得到136个属种,其中在3个及以上样品中百分含量超过3%的优势种有30个。根据底栖有孔虫的种群结构特征分为了5个组合,分别是:组合1.以O. umbonatus为最主要组成,并伴有C. mundulus,C.wuellerstorfi, E. bradyi以及G. subglobosa中的一种或多种;组合2.以C. wuellerstorfi为最主要组成,并伴有O. umbonatus,C. mundulus以及G. subglobosa中的一种或几种;组合3.以G. subglobosa为最主要组成,并伴有O. umbonatus,C. wuellerstorfi以及C. mundulus中的一种或几种;组合4.以G. praegeri为最主要组成,并伴有G. subglobosa, C. wuellerstorfi以及Cmundulus中的一种或几种;组合5.以及C. mundulus为最主要组成,并伴有C. wuellerstorfi, G. subglobosa以及O. umbonatus中的一种或几种的组合;这5种组合占据全部样品的82.69%(86个样品),其随时间的变化规律体现出北极冰盖的初次显现对南海地底水的影响,但对于在6.5Ma时巴士海峡隆起的响应不是很明显。

王海霞[5]2011年在《360ka以来西太平洋暖池核心区古环境演化》文中认为西太平洋暖池以年均28℃等温线为界,是全球海气交换最强烈的地区,也是许多重要水团、洋流的汇集地。大洋暖池的变化制约着亚洲、太平洋区域,甚至全球气候变化和某些重要自然灾害的形成,是气候异常的源地之一,揭示西太平洋暖池的变化规律对于了解全球气候变化具有重要意义。为了了解西太平洋暖池的古环境演化过程,本文选取了位于西太暖池核心区Ontong Java海台上的97322-4(00o01.7321′S,159o14.6625′E,水深:2362m)站位柱状样沉积物为材料,进行了浮游有孔虫G. ruber与N. dutertrei壳体δ18O、δ13C的地球化学分析和有孔虫群落组合特征的分析,并结合前人研究成果对比重建了360ka以来西太平洋暖池核心区的古环境演化过程,填补了该区域古海洋研究分辨率较低的空白。通过与LR04标准氧同位素曲线的对比发现97322-4孔氧同位素地层到达MIS10期,共出现了四个冰期-间冰期旋回,次表层水变化幅度明显高于表层水,这说明次表层水对于环境的变化更为敏感,表明西太平洋暖池核心区的环境变化更多的发生在次表层水之中,即暖池的内部。97322-4孔在四个冰消期时均出现了浮游有孔虫壳体δ~(13)C低值事件,可能反应了亚南极模态水(SAMW)和南极中层水(AAIW)对于低纬热带海区的影响,这一事件也为冰消期δ13C低值事件在热带太平洋地区存在的普遍性提供了新的证据,同时也进一步证明了南极高纬地区对低纬热带海区的影响。次表层种N. dutertrei壳体的δ13C值、底栖有孔虫丰度与U+B相对百分含量变化定性的反映了97322-4孔的古生产力变化过程,指示出研究区的古生产力存在冰期高,间冰期低的变化趋势,其驱动机制可能受控于温跃层深度类ENSO式的变动。97322-4孔的上层水体结构变化,并没有体现出明显的冰期-间冰期旋回特征,大致可以分为两个变化阶段:MIS10期~MIS7期,这一阶段温跃层整体呈变浅趋势;MIS7期以后,温跃层呈现出变深的趋势。97322-4孔浮游有孔虫组合表现出十分强烈的热带特征,热带-亚热带的代表属种在种群中占绝对的优势,97322-4孔浮游有孔虫群落组合的波动比较频繁,但是并没有严格的遵循冰期-间冰期旋回交替的规律。岁差和半岁差周期存在较普遍,说明该区的有孔虫丰度变动存在着明显的热带驱动。高纬驱动的斜率和偏心率周期也有体现,说明高纬驱动对该区也有影响作用。

赵侃[6]2011年在《贵州董哥洞近1000年石笋纹层年代学与同位素气候重建》文中进行了进一步梳理过去2000年气候环境的变化是“过去全球变化”(Past Global Changes, PAGES)和“气候变率与可预测性”(Climate Variability and Predictability, CLIVAR)两大国际研究计划的重要研究内容。其中近1000年来的气候变化更是现代器测资料与过去代用指标序列衔接的关键时段。北半球温度重建显示这一时期存在着重要的气候变化特征,例如中世纪暖期、小冰期和二十世纪变暖,是当前气候/气象学家所关注的焦点。然而,对于这一时期季风变化事件的起止时间,内部结构和转换速率等特征的认识却受到缺乏同时具备高精度年龄和高分辨率气候记录的制约。亚洲季风影响着世界上近半数人口的生活和生产,季风降水变化是关系到季风区国家社会发展和稳定的重要问题。同时,亚洲季风是快速而敏感物理系统,是联系海-气-冰和南北半球气候的重要载体,并且通过西风带、低纬越赤道气流传输高低纬、南北半球气候事件信号。因此,亚洲季风变化的研究有利于理解南北半球气候的耦合机制,加深低纬季风变化机制的理解。太阳活动作为地球外部能量的唯一来源,往往被作为气候变化的重要驱动因子,然而代用指标和数据分析显示太阳活动和气候之间存在复杂因果联系(提前、滞后或耦合关系不明确),其真实的相位关系缺乏精确时标年分辨率气候记录的支持。同时,微小的太阳辐射量变化(1~2mW/m2)通过海—气系统的何种机制得以放大,从而来影响大尺度的气候变化(如季风)也尚未认识清楚。洞穴石笋生长时间跨度大、储存信息完整并具有独立的绝对年代标尺,是大陆气候代用指标一个独特数据源,成为当前全球变化研究领域的重要发展方向之一。本文基于贵州省董哥洞两支石笋20个230Th年龄、1903条年纹层、1746个氧同位素分析数据,建立了年分辨率的最近1026年以来的亚洲季风区气候变化序列。董哥洞两支年纹层石笋δ18O曲线具有很好的重现性,表明石笋很大程度上生长于同位素平衡分馏条件下,记录的气候信号没有受到噪音的干扰。通过现代器测数据的校正,石笋δ18O变化主要反映了洞穴滴水δ18O值的变化。对比亚洲季风指数重建和其他气候重建资料,本文认为年代际一百年尺度上石笋δ18O在很大程度上受控于夏季降水氧同位素变化,反映了亚洲夏季风强度变化。基于年纹层控制的年分辨率石笋氧同位素序列精确标定了季风小冰期事件。该事件开始于约公元1321年,结束于公元1633年,持续时间为312年。期间季风变化显示出显着的两谷夹一峰特征,并且呈现多次快速的季风强弱转换(<10年)。与历史资料对比发现:夏季风强弱对于中国古代农业社会具有重要影响。弱夏季风阶段往往容易产生饥荒和动乱,甚至于直接影响到中国朝代的更替。董哥洞石笋记录亚洲夏季风强度和秘鲁石笋记录南美洲夏季风强度对比发现,两者存在这反相位关系,表明近1000年来南北半球季风降水在百年尺度上仍然维持着"see-saw"模式。太阳辐射量变化导致南北半球海表温梯度的变化,从而影响ITCZ位置的南北摆动,可能是"see-saw"模式形成的机制。来自亚洲,非洲和美洲大陆和热带海洋、湖泊的古气候记录也证实近千年ITCZ位置始终持续的南北摆动,尤其在小冰期时期长期维持在南半球。采用小波分析方法进行时间序列的分析能够很好的表达信号的局域频谱特征。本文通过时间序列的子波分析,分解亚洲夏季风、太阳辐射强度和北半球温度序列在全时间域上的多时间尺度周期,得到其主要的周期性波动,再用具有波动形式的余弦函数进行全序列拟和,使拟和的偏差平方和达到最小。本文主要考察近1000年来亚洲夏季风、北半球温度和太阳活动在200年准周期上的相关关系,对比结果显示:在准200年周期成分上亚洲季风与太阳辐射强度和北半球温度存在反相位关系。交叉功率普分析也证实在准200年周期上,亚洲季风和太阳辐射量存在反相位关系。本文推测大洋的热储库效应或者热惰性有可能造成了这一反相位关系。

参考文献:

[1]. 利用有孔虫建立高精度海平面变化标尺[D]. 吉云松. 华东师范大学. 2004

[2]. 渤海湾西部现代有孔虫种群分布特征及对地质环境的记录[D]. 李建芬. 中国地质大学(北京). 2010

[3]. 我国苏北建川潮汐盐沼有孔虫垂直分带的发现和特征[J]. 尤坤元, 陈才俊, 吴小根, 施丙文. 海洋学报(中文版). 2002

[4]. 晚中新世南海南部底栖有孔虫记录对北极冰盖初现及南海海盆演化的响应[D]. 王文洁. 西北大学. 2014

[5]. 360ka以来西太平洋暖池核心区古环境演化[D]. 王海霞. 中国科学院研究生院(海洋研究所). 2011

[6]. 贵州董哥洞近1000年石笋纹层年代学与同位素气候重建[D]. 赵侃. 南京师范大学. 2011

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