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張強等-Geology:海洋風塵記錄對源區古環境演化指示意義的新解讀
2020-08-26 | 作者: | 【 】【打印】【關閉

  亞洲內陸作為全球重要的風塵釋放區,新生代以來,在全球氣候變化和區域構造運動的雙重影響下,亞洲內陸的環境格局發生了深刻的變化。保存在北太平洋的風塵沉積物記錄了亞洲內陸風塵源區古環境演化的重要信息。前人普遍觀點認為北太平洋地區風塵通量越高,指示亞洲風塵源區越干旱,然而也有觀點指出風塵通量變化與源區干旱化程度并不是簡單的線性關系。 

  為了深入探究北太平洋風塵記錄對亞洲風塵源區古環境演化的指示意義,中科院地質與地球物理所巖石圈演化國家重點實驗室古地磁與年代學學科組張強博士研究生在其導師劉青松教授指導下,對北太平洋ODP Hole 885A巖心風塵沉積物開展了綜合研究。研究者利用前期基于反鐵磁性礦物建立的風塵替代指標提取了ODP Hole 885A巖心4.0 Ma以來高精度和高分辨率的風塵通量演化序列(圖1G),結果顯示4.0 Ma以來北太平洋地區風塵通量逐漸提高,尤其是北半球冰期加強期(intensification of Northern Hemisphere glaciation, iNHG, ~2.75 Ma)風塵通量快速增加。研究者同時利用化學蝕變指數(CIA)和 Rb/Sr評估了 4.0 Ma 以來巖心風塵沉積物的風化程度(圖1C-D)。研究發現風塵通量的高低變化明顯受控于樣品的風化強度。隨著iNHG事件前后沉積物樣品風化狀態從物理風化到化學風化的轉變,ODP Hole 885A巖心的風塵通量顯著提升?;诖?,本文提出了亞洲風塵源區在iNHG事件前后的古環境演化模型(圖2)。 

1 ODP Hole 885A巖心風塵沉積記錄和風化指標

2 亞洲風塵源區iNHG事件前后古環境演化新模型

  新模型認為:在iNHG事件之前(圖2A),由于亞洲內陸冰川發育規模較小,冰川活動較弱,風塵源區得不到有效的冰雪融水和碎屑顆粒的補給,源區主要以物理風化為主,化學風化過程受到抑制,導致細顆粒風塵物質的產生量偏低;在iNHG事件之后(圖2B),亞洲內陸高山冰川大規模發育,冰川活動增強,源區獲得了大量的冰雪融水和碎屑顆粒,顯著促進了化學風化過程,產生了大量的風塵顆粒。 

  研究認為北太平洋地區風塵通量的提高指示源區參與化學風化與風塵產生過程中水分的增加,而不是源區干旱化程度的進一步加深。新模型重新解釋了海洋風塵記錄的古環境指示意義,為海洋風塵沉積研究提供了新思路。 

  研究成果發表于國際權威學術期刊Geology。(Zhang Q, Liu Q*, Roberts A P, et al. Mechanism for enhanced eolian dust flux recorded in North Pacific Ocean sediments since 4.0 Ma: Aridity or humidity at dust source areas in the Asian interior?[J]. Geology, 2020, 48(1): 77-81. DOI: 10.1130/G46862.1)(原文鏈接 

 
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