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大洋深部氧化还原环境与深部水体流通状况以及表层水体生产力密切相关。表层生产力与深部流通性变化影响着有机碳-呼吸CO_2的转化及其在海洋-大气中的转移,最终与大气CO_2分压(pCO_2)变化密切相关。故探明大洋深部氧化还原环境的变化对于解决大气pCO_2冰期旋回机制具有重要意义。本次研究以中国第31和32次南极科考获得的南极罗斯海柱状岩心ANT31-R23及表层样为研究材料。通过元素钙、钛,以及氧化还原敏感元素(RSE)锰、钼、镍、钴、镉的测试分析,以表层样中RSE与Ti的比值作为判断ANT31-R23孔中相应RSE富集程度的背景值。结果显示,Mn在沉积期均表现出富集,表明罗斯海深部在该孔沉积期为氧化环境。根据Mn在不同层位出现的富集峰识别出4次强氧化脉冲事件,可能由南大洋底层水流通性增强和/或生产力降低导致。4次氧化脉冲事件层位中Mo、Ni、Co的明显富集,是由于锰(氢)氧化物对其捕获或吸附所致。此外,推测分析认为罗斯海对冰期大气pCO_2降低似乎没有明显贡献,但很可能对冰消期大气pCO_2迅速升高起重要作用。然而这些有关南极罗斯海深部氧化还原环境与大气pCO_2变化之间关联的推测,有待后续该孔精确年代模式的构建,方可进一步验证。 相似文献
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以印尼海道或印尼穿越流连接的印度洋-太平洋暖池之间的水体交换不仅控制了印-太热带海区的物质、热量和淡水收支,也通过反馈和遥相关机制对高纬海区产生影响,因而在调控区域和全球气候中功不可没。本文综述了晚中新世以来印尼海道或印尼穿越流的演化历史及其对热带和高纬海区气候的影响过程与机制。千年和轨道尺度上,印尼穿越流在冰期为表层流主导;在间冰期温跃层流得到强化;在冰消期为表层流主导向温跃层流主导过渡,其转换模式与海平面、温盐环流、类ENSO和东亚季风等密切相关,但其中的作用机制异常复杂。构造尺度上,印尼海道呈多期次逐渐关闭的趋势,但其相对开合、张缩的时间存在争议。印尼海道或印尼穿越流的演化改组了印度洋暖池和西太平洋暖池之间热量、营养物、水团和洋流的分布,对暖池的形成与发展以及类ENSO特别是上新世暖期永久类El Niňo产生重要影响。印尼海道的关闭被认为触发了北半球大冰期,然而切断向北半球高纬海区热量的输送是由通过印尼海道关闭引起的大洋环流还是大气环流效应所致,目前还没有定论。印-太暖池水体交换对热带和高纬海区气候影响机制的诸多假说还只停留在模型模拟的阶段,缺乏高质量古海洋记录的实证检验。针对本文提出的科学问题和阐述的未来研究方向,在印-太暖池印尼海道两侧设计站位,并获取高分辨率或长时间跨度的岩芯,实施综合对比的全水层古海洋学研究,是加深该领域研究的当务之急。 相似文献
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查明不同煤体结构煤水力压裂时裂缝延伸规律能为合理井网部署奠定基础。以沁水盆地柿庄区块为研究对象,对钻井煤心裂隙进行观测,划分出4种裂隙发育程度煤。基于岩体力学理论,建立了水力压裂过程中裂缝尖端应力场计算模型和水力裂缝能否穿过天然裂隙的判断准则。根据煤层气井实测资料,验证了理论分析的可靠性,得出了不同煤体结构煤的水力压裂裂缝延伸规律。结果表明:考虑诱导应力前后,2组天然裂隙发育煤的水力裂缝延伸规律不同,随着缝长增加,诱导应力随之增大,水力裂缝单一延伸方向变为双向延伸;1组天然裂隙发育煤的发育方向与最大主应力方向夹角较小,导致考虑诱导应力前后水力裂缝的延伸方向变化不明显,整体延伸趋于天然裂隙发育方向;在粒状偶见及粉状无裂隙发育煤中,水力裂缝总是沿着最大主应力方向延伸。研究成果为该区不同应力和裂隙发育下井网合理布置提供了理论依据。 相似文献
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选取西太平洋暖池北缘西菲律宾海本哈姆高原的MD06-3047B孔沉积物柱状样为研究材料,通过分析70万年来有孔虫氧碳同位素变化特征发现:在M1S 14～ 13期,西菲律宾海由于受夏季风影响增强,可能存在上升流活动;在冰期终止期Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ和Ⅴ期出现Pulleniatina obliquiloculata δ13C极小值事件,表明在这几个冰期终止期来自南极的低δ13C海水到达了西太平洋暖池北部边缘地区.次表层种P.obliquiloculata与表层种Globigerinoides ruber 氧同位素差值恢复的温跃层变化具有冰期逐渐变浅,间冰期逐渐变深的特点.进一步将其与西太平洋暖池核心区ODP805站和赤道东太平洋ODP847站的次表层、表层有孔虫氧同位素差值进行对比,结果显示在过去70万年来西太平洋暖池效应逐渐加强,并且存在长时间尺度的类厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)式变化,冰消期时表现为类厄尔尼诺状态. 相似文献
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西太平洋暖池(WPWP)的硅质生产力水平在调节第四纪全球大气CO2分压的变化上发挥着重要作用，但其控制因素尚存争议。本研究对位于WPWP核心区的MD06-3047岩芯进行了生源蛋白石分析，探讨了700 ka以来WPWP的硅质生产力的控制因素及气候效应。研究发现，700 ka以来WPWP硅质生产力变化呈现显著的冰期-间冰期旋回，基本在冰期较高，间冰期较低。其主要控制因素可能是东吕宋陆架沉积物风化输入、亚洲风尘输入和温跃层深度(DOT)变化。南大洋中层水的“硅溢漏”可能无法对此海区产生显著影响。冰期时的低海平面，导致热带火山弧附近裸露的陆架沉积物的物理剥蚀和硅酸盐风化，淡水输入为WPWP提供了更多的硅酸；冰期时增强的风尘供应为WPWP提供了更多的Fe；冰期时较浅的DOT使表层海水的营养物质垂向空间变小，滞留时间增多。这些因素使冰期的WPWP生产力增高，有可能降低了大气CO2分压。 相似文献
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浮游有孔虫表层水种Globigerinoides ruber （白色）和Trilobatus sacculifer壳体是过去海洋环境信息的重要载体，其壳体Sr/Ca比值在重建古海洋环境变化中具有较大潜力，因此本文旨在探讨G. ruber（白色）和T. sacculifer的不同形态类型Sr/Ca比的差异及其影响因素。对取自西菲律宾海的MD06-3047B沉积物岩芯中G. ruber的两种形态类型，即G. ruber(sensu stricto, s.s.)和G. ruber(sensu lato, s.l.)，以及T. sacculifer的两种形态类型，即T. sacculifer (with sac)和T. sacculifer (without sac)壳体的Sr/Ca进行了测试分析。结果显示，MIS 3期（～48 ka）以来，MD06-3047B岩芯中G. ruber s.s.和G. ruber s.l.的Sr/Ca差异较小；而T. sacculifer (with sac)和T. sacculifer (without sac)的Sr/Ca存在显著差异，且前者显著高于后者。通... 相似文献
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南大洋有关大气二氧化碳分压(pCO2)冰期旋回机制的最新假说表明，冰期南极带生产力降低指示的深部流通状况减弱对CO2的封存，以及亚南极带生产力升高对CO2的固定能够圆满解释冰期大气pCO2的降低。显然，测试该假说合理性的关键是验证冰期旋回中南极带与亚南极带呈“镜像”关系的生产力演化特征。通过沉积物岩芯中生源蛋白石含量重建了MIS5期以来南极威德尔海(南极带)生产力演化。结果显示，南极威德尔海生产力呈现暖期(MIS 5和3期)高、冷期(MIS4和2期)低的冰期旋回特征以及总体降低的长期演化趋势。联合该生产力记录与搜集的南大洋其他海区多个生产力记录，确证了南极带与亚南极带“镜像”的生产力演化模式。进一步，通过该生产力记录与其潜在环境影响因素的对比，发现西风带经向移动和海冰张缩通过影响深部流通状况，进而控制深部营养物进入表层的可利用性，最终驱动MIS 5期以来威德尔海生产力演化的冰期旋回和长期趋势。南极威德尔海的深部流通状况对CO2的“收押”与释放很可能贡献了MIS 5期以来大气pC... 相似文献
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