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张强等-Geology:海洋风尘记录对源区古环境演化指示意义的新解读
2020-08-26 | 作者: | 【 】【打印】【关闭

  亚洲内陆作为全球重要的风尘释放区,新生代以来,在全球气候变化和区域构造运动的双重影响下,亚洲内陆的环境格局发生了深刻的变化。保存在北太平洋的风尘沉积物记录了亚洲内陆风尘源区古环境演化的重要信息。前人普遍观点认为北太平洋地区风尘通量越高,指示亚洲风尘源区越干旱,然而也有观点指出风尘通量变化与源区干旱化程度并不是简单的线性关系。 

  为了深入探究北太平洋风尘记录对亚洲风尘源区古环境演化的指示意义,中科院地质与地球物理所岩石圈演化国家重点实验室古地磁与年代学学科组张强博士研究生在其导师刘青松教授指导下,对北太平洋ODP Hole 885A岩心风尘沉积物开展了综合研究。研究者利用前期基于反铁磁性矿物建立的风尘替代指标提取了ODP Hole 885A岩心4.0 Ma以来高精度和高分辨率的风尘通量演化序列(图1G),结果显示4.0 Ma以来北太平洋地区风尘通量逐渐提高,尤其是北半球冰期加强期(intensification of Northern Hemisphere glaciation, iNHG, ~2.75 Ma)风尘通量快速增加。研究者同时利用化学蚀变指数(CIA)和 Rb/Sr评估了 4.0 Ma 以来岩心风尘沉积物的风化程度(图1C-D)。研究发现风尘通量的高低变化明显受控于样品的风化强度。随着iNHG事件前后沉积物样品风化状态从物理风化到化学风化的转变,ODP Hole 885A岩心的风尘通量显著提升。基于此,本文提出了亚洲风尘源区在iNHG事件前后的古环境演化模型(图2)。 

1 ODP Hole 885A岩心风尘沉积记录和风化指标

2 亚洲风尘源区iNHG事件前后古环境演化新模型

  新模型认为:在iNHG事件之前(图2A),由于亚洲内陆冰川发育规模较小,冰川活动较弱,风尘源区得不到有效的冰雪融水和碎屑颗粒的补给,源区主要以物理风化为主,化学风化过程受到抑制,导致细颗粒风尘物质的产生量偏低;在iNHG事件之后(图2B),亚洲内陆高山冰川大规模发育,冰川活动增强,源区获得了大量的冰雪融水和碎屑颗粒,显著促进了化学风化过程,产生了大量的风尘颗粒。 

  研究认为北太平洋地区风尘通量的提高指示源区参与化学风化与风尘产生过程中水分的增加,而不是源区干旱化程度的进一步加深。新模型重新解释了海洋风尘记录的古环境指示意义,为海洋风尘沉积研究提供了新思路。 

  研究成果发表于国际权威学术期刊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)(原文链接 

 
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