西北冰洋表層和柱狀樣沉積物研究及其海洋學(xué)意義.pdf

1、北冰洋不僅是全球重要的CO2匯，對(duì)于調(diào)節(jié)全球熱輻射平衡也有非常重要的作用。西北冰洋的楚科奇海是連接北冰洋和太平洋唯一的通道，包括白令海在內(nèi)的北太平洋海水通過白令海峽進(jìn)入楚科奇海，并把大量的生源物質(zhì)和營養(yǎng)成分輸入加拿大海盆，甚至整個(gè)北冰洋，同時(shí)強(qiáng)烈的影響楚科奇海海冰和生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)育。對(duì)西北冰洋楚科奇?！幽么蠛Ｅ璩练e的研究，有助于我們理解了解北太平洋水團(tuán)進(jìn)入北冰洋之后與北冰洋水團(tuán)相互作用特征。本文通過對(duì)中國首次及第二次北極考察所采集的西北

2、冰洋楚科奇海—加拿大海盆66個(gè)表層和柱狀樣M03孔沉積物樣品的多項(xiàng)古海洋學(xué)指標(biāo)的分析，探討了該海區(qū)海洋生產(chǎn)力變化和水團(tuán)相互作用特征。 研究區(qū)表層沉積物中蛋白石、有機(jī)碳含量等古海洋學(xué)生產(chǎn)力指標(biāo)所反映的生產(chǎn)力狀況均與現(xiàn)代水體環(huán)境相一致。楚科奇海表層生產(chǎn)力顯著與通過白令海峽進(jìn)入楚科奇海的三股太平洋洋流有關(guān)。楚科奇海西側(cè)沿富營養(yǎng)的Anadyr流的方向的區(qū)域呈現(xiàn)出高生產(chǎn)力，海源有機(jī)碳含量可高達(dá)90％；而東側(cè)受低營養(yǎng)的阿拉斯加沿岸流及阿拉斯

3、加西北沿岸陸源物質(zhì)輸入的影響，呈現(xiàn)出低生產(chǎn)力，海源有機(jī)碳含量只有60％左右。同時(shí)，研究區(qū)表層生產(chǎn)力受季節(jié)性海冰影響，在北緯75度以北及加拿大海盆由于長時(shí)間的海冰覆蓋，表現(xiàn)出最低的表層生產(chǎn)力。受富含鈣質(zhì)的北大西洋水團(tuán)影響，楚科奇海陸架外側(cè)高緯海域表現(xiàn)出較高的鈣質(zhì)生物含量。浮游有孔蟲Neogloboquadrina． pachyderma(sin．)殼體δ18O差異在楚科奇海主要反映的是水體鹽度和溫度的差異，而在楚科奇海臺(tái)、北風(fēng)脊海域和加拿

4、大海盆則主要體現(xiàn)的是水體鹽度差異。δ13C差異反映了水體營養(yǎng)狀況的差異，楚科奇海中部、北風(fēng)脊東側(cè)的加拿大海盆為高營養(yǎng)的海域，而楚科奇海東部、楚科奇海臺(tái)和北風(fēng)脊海域?yàn)榈蜖I養(yǎng)海域。研究區(qū)表層水體營養(yǎng)要高于底層水體。 通過有孔蟲豐度、筏冰碎屑(IRD)含量變化、N．pachyderma(sin．)殼體氧同位素的研究，結(jié)合AMS14C測年，確立了M03孔的大致底層框架。M03孔的蛋白石、有機(jī)碳含量顯示冰期有較高的生產(chǎn)力而間冰期表現(xiàn)出較低

5、的生產(chǎn)力，推測為間冰期大量的筏冰碎屑的稀釋作用造成。而CaCO3在間冰期表現(xiàn)出較高的含量，與有孔蟲豐度的變化一致，反映了間冰期大西洋水大量注入北冰洋。IRD含量分析顯示，IRD的分布受波弗特環(huán)流控制，冰期時(shí)的冰封環(huán)境和波弗特環(huán)流減弱導(dǎo)致IRD含量較低，而間冰期較為開闊的海況和加強(qiáng)的波弗特環(huán)流導(dǎo)致IRD含量較高。粒度分析顯示，冰期風(fēng)塵沉積大大增加，而由海流搬運(yùn)的沉積減少；間冰期風(fēng)塵沉積減少，而由海流搬運(yùn)的沉積增加。風(fēng)塵沉積成為冰期高沉積速