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《地质力学学报》2021,27(5):688-690
极地地区（南极和北极）具有独特的地理位置、地质地貌和生态环境,是研究地球演化过程和认识全球海陆构造格局不可或缺的重要一环,但也是全球地学研究的最薄弱区域。南极是被大洋围陷的大陆,它是地球上最古老的大陆之一,经历并保存了地球形成和演化过程中一些重大地质事件的记录,包括太古宙古陆核的形成、古元古代造山事件、格林维尔期（~10亿年）构造热事件、泛非期（~5亿年）构造热事件以及显生宙大陆边缘增生与陆块分离,因此是研究全球超大陆聚散过程的重要基石。北极是被大陆环绕的大洋,随着泛大陆的裂解,北极地区经历了中新生代造山运动、海底扩张及多期次的岩浆活动等构造事件,形成了一系列别具特色的构造单元,对了解全球海底构造、世界大洋的形成以及更新世以来气候与环境变化都极为重要。同时,极地地区蕴藏着丰富的矿产和能源资源,对研究区域及全球地质成矿作用和成矿规律有不可替代的重要意义。
极地地质考察是极地科学考察的重要分支。自1985年南极长城站建站以来,中国地质学家基本上参与了每年一度的南极科考和多次北极科考,取得了重要的地质调查和科学研究创新成果,包括泛非期高级构造热事件的识别与确定改写了传统的南极大陆形成模式;印度与东南极陆块间中元古代长寿命大陆岛弧体系和两阶段碰撞模型的建立深化了对南极大陆格林维尔期构造热事件的认识;南极半岛与南美板块分离的时间与过程的重塑为安第斯-南极半岛造山带的中新生代构造演化提供了重要信息;全南极板块高精度三维地壳和岩石圈结构图的获取为冈瓦纳超大陆的聚散过程提供了深部约束。这些研究成果多发表于国际主流杂志并在有关国际学术讨论会上交流,得到了国际同行的认可,在国际南极地学研究中占有一席之地。同时,在南极大陆重点区域开展的一系列地质图的编制为我国主张南极权益提供了基础,而北极油气地质与资源潜力评价为我国制定国家能源政策提供了科学依据。
为全面展示我国科学家近期在极地地质与资源环境领域取得的研究成果,《地质力学学报》在2021地质力学学报http：//journal.geomech.ac.cn 2021年第5期组织出版了“极地地质”专辑。该专辑共刊发了16篇代表性文章,聚集了国内正在从事极地地学研究的主要学者,以综述性文章为主,辅以少量专题性和战略性研究论文。主要研究区域涵盖了东南极、横贯南极山脉、西南极和环北极陆域,主要研究内容包括南极大陆基础地质、地球物理、铁矿资源、古环境与气候变化以及冰上丝绸之路和北极油气资源。随着国家发展及保障能力提升,我国未来的极地科考区域将进一步拓展,中国科学家也将逐渐成为国际重大极地科学计划的主角。所以,希望该专辑的出版能有助于读者从中了解极地地学领域不同研究方向的最新动态和发展趋势,以后有更多的年轻人参与到极地地学考察和研究中来,进一步提升我国在极地地学研究领域的水平和国际地位。最后,对该专辑组织出版付出了辛勤劳动的所有作者、审稿人和编辑人员等表示衷心感谢! 相似文献
极地地质考察是极地科学考察的重要分支。自1985年南极长城站建站以来,中国地质学家基本上参与了每年一度的南极科考和多次北极科考,取得了重要的地质调查和科学研究创新成果,包括泛非期高级构造热事件的识别与确定改写了传统的南极大陆形成模式;印度与东南极陆块间中元古代长寿命大陆岛弧体系和两阶段碰撞模型的建立深化了对南极大陆格林维尔期构造热事件的认识;南极半岛与南美板块分离的时间与过程的重塑为安第斯-南极半岛造山带的中新生代构造演化提供了重要信息;全南极板块高精度三维地壳和岩石圈结构图的获取为冈瓦纳超大陆的聚散过程提供了深部约束。这些研究成果多发表于国际主流杂志并在有关国际学术讨论会上交流,得到了国际同行的认可,在国际南极地学研究中占有一席之地。同时,在南极大陆重点区域开展的一系列地质图的编制为我国主张南极权益提供了基础,而北极油气地质与资源潜力评价为我国制定国家能源政策提供了科学依据。
为全面展示我国科学家近期在极地地质与资源环境领域取得的研究成果,《地质力学学报》在2021地质力学学报http：//journal.geomech.ac.cn 2021年第5期组织出版了“极地地质”专辑。该专辑共刊发了16篇代表性文章,聚集了国内正在从事极地地学研究的主要学者,以综述性文章为主,辅以少量专题性和战略性研究论文。主要研究区域涵盖了东南极、横贯南极山脉、西南极和环北极陆域,主要研究内容包括南极大陆基础地质、地球物理、铁矿资源、古环境与气候变化以及冰上丝绸之路和北极油气资源。随着国家发展及保障能力提升,我国未来的极地科考区域将进一步拓展,中国科学家也将逐渐成为国际重大极地科学计划的主角。所以,希望该专辑的出版能有助于读者从中了解极地地学领域不同研究方向的最新动态和发展趋势,以后有更多的年轻人参与到极地地学考察和研究中来,进一步提升我国在极地地学研究领域的水平和国际地位。最后,对该专辑组织出版付出了辛勤劳动的所有作者、审稿人和编辑人员等表示衷心感谢! 相似文献
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《地球科学进展》2017,(12)
南北极在全球海平面变化和碳循环中扮演着关键角色,并蕴藏着地球如何从新生代初期的温室转向现代冰室演变过程的关键信息,因而成为地球科学研究的热点地区。极地地质钻探计划(如DSDP/ODP/IODP/ICDP)研究所取得的成就令人瞩目,刷新了人类对过去全球变化的认识,成为探究地球气候系统演化的一个窗口。通过这些钻探计划,发现了新生代以来气候变冷,南北极冰盖几乎同时形成;揭示了南极冰盖形成和陆地风化的加剧,导致南极中深层水和底层水的生产加速并向北推进,造成全球大洋环流的重大变化;南大洋对大气CO_2的调控作用、全球大洋深部循环、营养盐的分布和海洋生产力等多方面在不同时间尺度上都发挥着重要作用;检验了南北极冰盖形成和消融与海平面变化的关系,为人类预测未来海平面变化提供了历史依据。未来的南北极国际大洋发现(IODP)计划将继续关注于极地冰盖的演变历史、南大洋古海洋学演变历史,追踪北极海—陆环境的联系及其对全球气候的影响。这些结果将对未来全球气候预测提供重要的参考和边界条件。 相似文献
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极地海冰的研究及其在气候变化中的作用 总被引：4，自引：2，他引：2
极地海冰作为全球气候系统的一个重要组成部分,通过影响大洋表面的辐射平衡、物质平衡、能量平衡以及大洋温、盐流的形成和循环而影响全球气候变化.从最初研究极地海冰的强度和承载力到目前海/冰/气相互作用全球气候耦合模型的建立,使海冰变化和全球气候变化紧密结合起来.这些研究领域主要有:海冰及其表层雪的物理特性和过程、海冰区域生态特征、海冰区与气候相关的反照率和物质平衡研究以及海冰气候耦合模型等大的领域.模拟显示,21世纪因为全球变暖,南北极海冰都将减少.海冰和全球气候系统其它要素之间的相互作用问题、极地海冰的厚度季节性区域性分布问题、极地海冰边界及范围变化趋势问题、生消关键过程及其影响因素问题、冰间湖的作用以及海气相互作用等将是未来重要的研究方向. 相似文献
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南极和北极地区在全球变化中的作用研究 总被引：23，自引：1，他引：23
近半个世纪的调查基本揭示了极地在地球系统中的作用。两极保持了世界 99%的冰川 ,相当于全球淡水的 78% ,全部融化将使地球海平面上升 70m。极区又是世界气候系统中最活泼的组成 ,通过其冰盖、大气和周围海域的强烈耦合过程而影响全球。同时 ,南极上空臭氧空洞的出现 ,北极地区冻土带的北移等都表明全球变化也在明显地影响着两极。中国 2 0年来对南极的考察过程中 ,建立两个南极科学考察站 ,拥有极地考察破冰船 ,1999年开展了中国首次北极科学考察 ,对南北极的区域特征及其在全球变化中的作用提出了新的认识。 相似文献
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北极海冰减退引起的北极放大机理与全球气候效应 总被引：5，自引：1，他引：4
自20世纪70年代以来,全球气温持续增高,对北极产生了深刻的影响。21世纪以来,北极的气温变化是全球平均水平的2倍,被称为"北极放大"现象。北极海冰覆盖范围呈不断减小的趋势,2012年北极海冰已经不足原来的40%,如此大幅度的减退是过去1 450年以来独有的现象。科学家预测,不久的将来,将会出现夏季无冰的北冰洋。全球变暖背景下北极内部发生的正反馈过程是北极放大现象的关键,不仅使极区的气候发生显著变化,而且对全球气候产生非常显著的影响,导致很多极端天气气候现象的发生。北极科学的重要使命之一是揭示这些正反馈过程背后的机理。北极放大有关的重大科学问题主要与气—冰—海相互作用有关,海冰是北极放大中最活跃的因素,要明确海冰结构的变化,充分考虑融池、侧向融化、积雪和海冰漂移等因素,将海冰热力学特性的改变定量表达出来。海洋是北极变化获取能量的关键因素,是太阳能的转换器和储存器,要认识海洋热通量背后的能量分配问题,即能量储存与释放的联系机理,认识淡水和跃层结构变化对海气耦合的影响。全面认识北极气候系统的变化是研究北极放大的最终目的,要揭示气—冰—海相互作用过程、北极海洋与大气之间反馈的机理、北极变化过程中的气旋和阻塞过程、北极云雾对北极变化的影响。在对北极海冰、海洋和气候深入研究的基础上,重点研究极地涡旋罗斯贝波的核心作用,以及罗斯贝波变异的物理过程,深入研究北极变化对我国气候影响的主要渠道、关键过程和机理。 相似文献
7.
北极海冰与全球气候变化 总被引：7，自引：2，他引：7
最近有关北极海冰在全球气候系统中作用的研究发现，北冰洋边缘海域大洋深水的形成与海冰发育有关，海冰冻融过程对盐度层结具有重要影响，海冰变化可引起盐度突变层的灾变和热盐环流的突然停止，热盐环流的变化与北大西洋海冰１０年际变化相联系，北大西洋气候的不稳定性与热盐环流变化密切相关。北极海冰－海洋－大气间耦合作用，使北极海冰构成了北大西洋和全球气候反馈循环中的重要环节。 相似文献
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从第三极到北极： 气候与冰冻圈变化及其影响 总被引：10，自引：10，他引：0
第三极和北极地区对于区域和全球环境、 社会经济以及国家战略的重要性日益凸现。通过对第三极和北极气候与冰冻圈研究的现状、 趋势进行梳理总结, 为未来的系统研究提供借鉴。结果显示, 第三极和北极气候系统与冰冻圈正在发生显著变化并预计将持续下去。第三极和北极地区气温在以全球平均升温速度两倍的速率变暖, 且在20世纪70年代以来, 变化总体趋势高度一致; 降水变化总体呈增加趋势, 但变率和不确定性较大; 极端事件（尤其是极端降水）的频率增加; 积雪范围总体上呈现减少趋势, 雪水当量、 积雪天数的变化存在区域和周期性差异; 多年冻土温度升高, 活动层厚度增加, 亦呈现较大的区域差异。这些变化不仅对生态、 水文、 碳循环产生重要影响, 而且对基础设施、 社会经济以及人类健康产生不可忽视的影响, 包括重金属污染、 食品安全等。气候及冰冻圈快速变化会通过反照率反馈、 水汽反馈等机制被放大, 并通过一系列大气及海洋环流过程, 对周边乃至全球气候系统产生广泛影响。目前第三极和北极研究中面临的重要共同问题包括极度稀疏的地面观测资料、 模型物理机制和精细化描述不足以及缺少与周边地区乃至全球系统关联的量化研究和可靠证据。这些问题的解决都需要依赖地面监测网络的扩展以及对冰冻圈和气候系统物理过程理解的提升。从第三极到北极, 不仅是研究视角的扩大, 更是全面理解第三极和北极在地球系统中作用的必经之路。 相似文献
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海洋在第四纪全球气候和环境的变化中起着至关重要的作用。一方面，海洋沉积记录了大量第四纪古全球变化的信息，特别是可提供古全球变化中高分辨率的短期气候事件的记录；另一方面，无论是全球性大洋环流、生物和化学的变化，还是区域性西太平洋边缘海浅水陆架的出没，这些海洋事件都可能是许多第四纪古全球变化现象的原因之所在。因此，从海洋角度研究第四纪古全球变化，已成为当前古全球变化和国际古海洋学研究的重点。在这方面，深海钻探（ＤＳＤＰ）大洋钻探（ＯＤＰ）以及相关的海洋研究计划做出了巨大贡献。 相似文献
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过去2000年大气甲烷含量与气候变化的冰芯记录 总被引：4，自引：4，他引：0
温室气体与气候变化的关系是当前全球变化研究中的一个核心内容。目前关于大气温室气体含量变化只有几十年的实测资料, 而冰芯包裹气体中的CH4 不仅能反映过去大气CH4 含量随时间的变化, 而且能很好地揭示陆地CH 向大气中的释放随时间及空间的分布。近年来, 极地冰芯研究表明南极和北极过去大气层中的甲烷含 量差异很大, 北极大气层中甲烷含量远大于南极大气层。科学家们推测, 中低纬度地区是全球大气层甲烷含量变 化的驱动源。而对这一可能驱动源的甲烷含量变化, 很长时间人们一无所知。达索普冰芯记录揭示了中低纬度大 气CH4 含量与极地冰芯记录相同的变化趋势, 并明确显示工业革命以来大气CH4 含量的增长。高分辨率达索普 冰芯记录的工业革命以来大气CH4 含量变化最显著的特征是20 世纪两次世界大战期间人类活动CH4 排放的减缓 使大气CH4 含量呈负增长。中低纬度大气CH4 含量的恢复使我们有机会与极地冰芯记录进行定量对比研究。 0 ～1850A. D. 中低纬度大气CH4 的平均含量为782nmol /mol, 与格陵兰和南极大气CH4 平均含量差分别达66 nmol /mol和109nmol /mol, 并且其最大自然波动幅度超过200nmol /mol, 这是极地冰芯记录从未有过的。达索普冰芯 记录表明工业革命前中低纬度为全球大气重要的CH4 源区, 但最近1000a 来, 北半球中高纬度的排放有了显著的 加强; 过去2000a 来的自然变化时期, 气候变化的纬向差异对北半球不同纬度带CH4 排放格局有重要影响。 相似文献
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Detailed investigations of high latitude sequences recently collected by the Ocean Drilling Program (ODP) indicate that periods of rapid climate change often culminated in brief transient climates, with more extreme conditions than subsequent long term climates. Two examples of such events have been identified in the Paleogene; the first in latest Paleocene time in the middle of a warming trend that began several million years earlier: the second in earliest Oligocene time near the end of a Middle Eocene to Late Oligocene global cooling trend. Superimposed on the earlier event was a sudden and extreme warming of both high latitude sea surface and deep ocean waters. Imbedded in the latter transition was an abrupt decline in high latitude temperatures and the brief appearance of a full size continental ice-sheet on Antarctica. In both cases the climate extremes were not stable, lasting for less than a few hundred thousand years, indicating a temporary or transient climate state. Geochemical and sedimentological evidence suggest that both Paleogene climate events were accompanied by reorganizations in ocean circulation, and major perturbations in marine productivity and the global carbon cycle. The Paleocene-Eocene thermal maximum was marked by reduced oceanic turnover and decreases in global delta 13C and in marine productivity, while the Early Oligocene glacial maximum was accompanied by intensification of deep ocean circulation and elevated delta 13C and productivity. It has been suggested that sudden changes in climate and/or ocean circulation might occur as a result of gradual forcing as certain physical thresholds are exceeded. We investigate the possibility that sudden reorganizations in ocean and/or atmosphere circulation during these abrupt transitions generated short-term positive feedbacks that briefly sustained these transient climatic states. 相似文献
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大洋钻探与全球变化(二)——从海洋角度研究第四纪古全球变化 总被引：1，自引：0，他引：1
海洋在第四纪全球气候和环境的变化中起着至关重要的作用，一方面，海洋沉积记录了大量第四纪古全球变化的信息，特别是可提供古球变化中高分辨率的短期气候事件的记录，另一方面，无论是全球性大洋环流，生物和化学的变化，还是区域性西太平洋边缘海浅水陆架的出没，这些海洋事件都可能是许多第四纪古全球变化现象的原因之所在。因此，从海洋角度研究第四纪古全球变化，已成为当前古全球变化和国际古海洋学研究的重点。在这方面，深 相似文献
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GEOTRACES - An international study of the global marine biogeochemical cycles of trace elements and their isotopes 总被引：1，自引：0，他引：1
SCOR Working Group 《Chemie der Erde / Geochemistry》2007,67(2):85-131
Trace elements serve important roles as regulators of ocean processes including marine ecosystem dynamics and carbon cycling. The role of iron, for instance, is well known as a limiting micronutrient in the surface ocean. Several other trace elements also play crucial roles in ecosystem function and their supply therefore controls the structure, and possibly the productivity, of marine ecosystems. Understanding the biogeochemical cycling of these micronutrients requires knowledge of their diverse sources and sinks, as well as their transport and chemical form in the ocean.Much of what is known about past ocean conditions, and therefore about the processes driving global climate change, is derived from trace-element and isotope patterns recorded in marine deposits. Reading the geochemical information archived in marine sediments informs us about past changes in fundamental ocean conditions such as temperature, salinity, pH, carbon chemistry, ocean circulation and biological productivity. These records provide our principal source of information about the ocean's role in past climate change. Understanding this role offers unique insights into the future consequences of global change.The cycle of many trace elements and isotopes has been significantly impacted by human activity. Some of these are harmful to the natural and human environment due to their toxicity and/or radioactivity. Understanding the processes that control the transport and fate of these contaminants is an important aspect of protecting the ocean environment. Such understanding requires accurate knowledge of the natural biogeochemical cycling of these elements so that changes due to human activity can be put in context.Despite the recognised importance of understanding the geochemical cycles of trace elements and isotopes, limited knowledge of their sources and sinks in the ocean and the rates and mechanisms governing their internal cycling, constrains their application to illuminating the problems outlined above. Marine geochemists are poised to make significant progress in trace-element biogeochemistry. Advances in clean sampling protocols and analytical techniques provide unprecedented capability for high-density sampling and measurement of a wide range of trace elements and isotopes which can be combined with new modelling strategies that have evolved from the World Ocean Circulation Experiment (WOCE) and Joint Global Ocean Flux Study (JGOFS) programmes. A major new international research programme, GEOTRACES, has now been developed as a result of community input to study the global marine biogeochemical cycles of trace elements and their isotopes. Here, we describe this programme and its rationale. 相似文献
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全球中、新生代大地构造编图是全球构造理论研究的基础和切入点,本文介绍了该图编制思路与方法、数据来源和大地构造区划,并以地球圈层构造为主线,讨论了全球中生代以来水平构造和全球垂向圈层之间的衔接关系,认为大洋中脊和环太平洋边缘俯冲带通过印度洋、北冰洋、特提斯构造域以及南极洲板块发生构造衔接和转换。南极洲板块周缘被洋中脊环绕,并衔接了全球洋中脊在地球南部的离散运动。结合构造赤道理论,分析了全球不同构造背景下的构造单元之间的关系,认为构造赤道是中生代以来全球构造体制大规模调整的产物。在此基础上,从泛大陆裂解,洋陆关系的角度探讨了中、新生代的全球构造演化。 相似文献
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The Antarctic and the Arctic regions play a key role in global sea level change and carbon cycle, and reserve key information of the Cenozoic transition from a green-house to an ice-house Earth. They have become hot spots in earth science studies. The geological drilling projects in both polar regions (e.g., DSDP/ODP/IODP/ICDP) have achieved remarkable successes, which have freshened the knowledge of global environmental and climatic evolution. Along with the Cenozoic global cooling, the timing of glaciation was almost synchronous on both the Antarctic and the Arctic. Accompanied with the Antarctic ice sheet build-up and increased terrestrial weathering, the enhanced formation of Antarctic Bottom Water exerts significant impact on global ocean circulation. The volume of unstable West Antarctic Ice Sheet fluctuates during glacial-interglacial periods showing 40 ka obliquity cycles, its volume significantly reduced or collapsed during several peak interglacials or long warm intervals. The Southern Ocean plays a significant role modulating atmospheric CO2 concentration, global deep water circulation and nutrient distribution, productivity at different time scales. Sea level responses to the waxing and waning of polar ice sheets at different time intervals were tested, which provide valuable clue for predicting future sea level changes. The upcoming IODP drilling projects on polar regions will keep focusing on the high latitude ice sheet development, Southern Ocean paleoceanographic evolution, land-ocean linkages in the Arctic, and the impacts on the global climate, which will provide important boundary conditions for predicting global future climate evolution. 相似文献
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根据陆海相互作用的观点,黄河流域、黄河干流、河口三角洲及其邻近海区的生态环境相互联系,组成了一个有机的生态系统链,可称为黄河-渤海生态系统。黄河流域的降水量、土壤植被条件使黄河干流具有水少沙多、水沙异源和水资源缺乏的特征。干流入海水、沙通量变化影响了黄河三角洲地区的侵蚀、堆积和发育过程。黄河物质入海后在河口及邻近海域形成了具有高生产力的生态环境和著名的渔场。据此绘出了黄河-渤海生态环境内各环节相互联系的概念模式图,并提出了黄河流域大面积水土保持和南水北调工程逐步展开等新环境下,本区陆海相互作用的研究方向。 相似文献
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The pace of Arctic warming is about double that at lower latitudes in the recent decades, a robust phenomenon known as Arctic Amplification (AA), which has become one of the most notable features of climate change. This review summarized the major advances of the mechanism of AA from both local factors and poleward heat transport from lower latitudes. Local factors, including positive ice-albedo feedback and increasing downwelling longwave radiation caused by water vapor and cloud, play an important role in AA. Due to the colder background temperatures and the more stable vertical structure than the lower latitudes, the temperature feedback is therefore positive, which induces the warm signal amplified in the Arctic. The poleward heat transport via atmosphere circulation and ocean currents is also a contributor to AA, and the multidecadal variability in the Pacific, the Atlantic and the tropical Pacific surface temperature are the dominant forcing of the atmosphere circulation. Finally, several issues that remain to be solved were proposed. 相似文献