西北冰洋表層和柱狀樣沉積物研究及其海洋學意義.pdf

1、北冰洋不僅是全球重要的CO2匯，對于調(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，甚至整個北冰洋，同時強烈的影響楚科奇海海冰和生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)育。對西北冰洋楚科奇海—加拿大海盆沉積的研究，有助于我們理解了解北太平洋水團進入北冰洋之后與北冰洋水團相互作用特征。本文通過對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個表層和柱狀樣M03孔沉積物樣品的多項古海洋學指標的分析，探討了該海區(qū)海洋生產(chǎn)力變化和水團相互作用特征。 研究區(qū)表層沉積物中蛋白石、有機碳含量等古海洋學生產(chǎn)力指標所反映的生產(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入楚科奇海的三股太平洋洋流有關。楚科奇海西側沿富營養(yǎng)的Anadyr流的方向的區(qū)域呈現(xiàn)出高生產(chǎn)力，海源有機碳含量可高達90％；而東側受低營養(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，海源有機碳含量只有60％左右。同時，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)的北大西洋水團影響，楚科奇海陸架外側高緯海域表現(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、北風脊海域和加拿

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、北風脊東側的加拿大海盆為高營養(yǎng)的海域，而楚科奇海東部、楚科奇海臺和北風脊海域為低營養(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，結合AMS14C測年，確立了M03孔的大致底層框架。M03孔的蛋白石、有機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，冰期時的冰封環(huán)境和波弗特環(huán)流減弱導致IRD含量較低，而間冰期較為開闊的海況和加強的波弗特環(huán)流導致IRD含量較高。粒度分析顯示，冰期風塵沉積大大增加，而由海流搬運的沉積減少；間冰期風塵沉積減少，而由海流搬運的沉積增加。風塵沉積成為冰期高沉積速