第四纪古气候记录 一、深海沉积记录 二、冰芯记录
深海沉积记录 (一)、深海沉积 (二)、深海生物遗存 (三)、深海氧同位素指标和记录 (四)、深海大气粉尘记录 (五)、SST记录 (六)、古盐度记录 (七)、古海平面变化记录 (八)、冰筏沉积记录
深海沉积特点 1、6-11 billion metric tons/year 2、海洋和周边陆地气候变化的“档案库” 3、由陆源物质和生物遗存组成(CCD的概念) 4、最重要的生物-浮游、底栖有孔虫 5、最重要的陆源物质-大气粉尘和冰筏沉积 6、分辨率一般不高,但连续性好
深海沉积记录 (一)、深海沉积 (二)、深海生物遗存 (三)、深海氧同位素指标和记录 (四)、深海大气粉尘记录 (五)、SST记录 (六)、古盐度记录 (七)、古海平面变化记录 (八)、冰筏沉积记录
深海生物遗存(微体化石) 1、钙质和硅质 钙质-有孔虫、颗石藻、沟鞭藻 硅质-放射虫、硅藻 2、不同种属生活在不同深度 3、生态特征与温度和盐度密切相关 4、古气候信息-同位素、生态组合
深海沉积记录 (一)、深海沉积 (二)、深海生物遗存 (三)、深海氧同位素指标和记录 (四)、深海大气粉尘记录 (五)、SST记录 (六)、古盐度记录 (七)、古海平面变化记录 (八)、冰筏沉积记录
1、主要控制因素 (海洋有孔虫碳酸盐壳体的氧同位素组成) (1)温度(局地因素) (2)盐度(局地因素) (3)全球冰量(全球因素)
2、氧同位素表达式 d18O/1000=[(18O/16O)样-(18O/16O)标]/ (18O/16O)标 标准:SMOW
3、有孔虫d18O同温度的关系 T=16.9-4.2(dc-dw)+0.13(dc-dw)2 T-温度 dc-样品与标准之差
4、同冰量的关系 浮游有孔虫d18O-温度控制为主 底栖有孔虫d18O-全球冰量控制为主
5、代谢作用效应 不同有孔虫生物代谢作用(vital effect)不同, 故同种有孔虫氧同位素值才能对比 6、生物上下迁移(温度、盐度)效应 需用观测值作校正
1、控制因素 2、氧同位素表达式 3、同温度的关系 4、同冰量的关系 5、代谢作用效应 6、生物上下迁移(温度、盐度)效应 7、氧同位素地层
30万年来全球冰量变化的氧同位素记录
Shackleton et al., composite 18O
深海沉积记录 (一)、深海沉积 (二)、深海生物遗存 (三)、深海氧同位素指标和记录 (四)、深海大气粉尘记录 (五)、SST记录 (六)、古盐度记录 (七)、古海平面变化记录 (八)、冰筏沉积记录
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深海沉积记录 (一)、深海沉积 (二)、深海生物遗存 (三)、深海氧同位素指标和记录 (四)、深海大气粉尘记录 (五)、SST记录 (六)、古盐度记录 (七)、古海平面变化记录 (八)、冰筏沉积记录
其它信息 古二氧化碳、古溶解氧、海洋 水团结构、深水流、生物产率、 营养成分变化等
二、冰芯记录(极地) (一)、冰芯的钻取 (二)、冰芯的定年 (三)、冰芯的信息
(二)、冰芯的定年 1、绝对年龄控制点 (1)、210Pb(22.3年半衰期)-200年 (2)、AMS14C(大气二氧化碳) (3)、火山灰、原子弹爆炸、10Be峰值
2、年纹层计数 (1)、直观法 (2)、测量法 d18O、大气微粒、化学成分 电导率
3、动力学计算
(三)、冰芯的古气候记录 1、古温度变化 2、温室气体变化 3、大气粉尘变化 4、火山喷发记录
(1)古温度记录 d18O、dD(d2H) dD=8d18O+10
南极冰芯记录的 气温和二氧化碳 变化 冰期-间冰期气 温变化在10度以 上 气温与二氧化碳 变化基本同时
格陵兰冰芯记录的气温、雪积量和电导率变化
(三)、冰芯的古气候记录 1、古温度变化 2、温室气体变化 3、大气粉尘变化 4、火山喷发记录
南极Vostak冰芯 的气温、CO2和 甲烷变化曲线 注意:甲烷记录 的两万年周期强 于二氧化碳和气 温变化
(三)、冰芯的古气候记录 1、古温度变化 2、温室气体变化 3、大气粉尘变化 4、火山喷发记录
(三)、冰芯的古气候记录 1、古温度变化 2、温室气体变化 3、大气粉尘变化 4、火山喷发记录
两极冰芯记录对比
青藏高原冰芯记录