Paleoceanography and Paleoclimatology发表中国科学家大洋钻探新成果——对建立完整的始新世天文年代格架和理解东印度洋动力学具有重要意义

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摘要

    2021 年1 月21 日,国际著名地学杂志Paleoceanography and Paleoclimatology 在线发表了中国地质大学(武汉)博士研究生许可与合作者的研究成果:“Reconstructing Eocene Eastern Indian Ocean dynamics using ocean‐drilling stratigraphic records” 。该成果利用东印度洋大洋钻探计划(ODP) 122 航次和国际大洋发现计划(IODP) 369 航次获得的宝贵样品,对建立完整的始新世天文年代格架和理解东印度洋动力学具有重要意义。

    2021121日,国际著名地学杂志Paleoceanography and Paleoclimatology在线发表了中国地质大学(武汉)博士研究生许可与合作者的研究成果:“Reconstructing Eocene Eastern Indian Ocean dynamics using ocean‐drilling stratigraphic records”。该成果利用东印度洋大洋钻探计划(ODP) 122航次和国际大洋发现计划(IODP) 369航次获得的宝贵样品,对建立完整的始新世天文年代格架和理解东印度洋动力学具有重要意义。

    始新世是由新生代温暖、高生物多样性的温室气候向冰室气候转变的重要过渡期。为了充分的研究这种气候转变,需要使用高精度的年代标尺约束地层。虽然近些年在始新世天文年代地层学领域取得了很大的进展,然而,由于存在沉积间断、缺乏连续的碳酸盐岩地层以及部分存在争议的天文年代标尺,前人并未在同一地区建立完整的高精度始新世天文年代格架。基于此,本次研究将搭建ODP 122航次762C钻孔的始新世天文年代标尺,并综合现有的IODP 369航次U1514钻孔始新世地层的年代格架(图1),最终在东印度洋地区建立完整的始新世天文年代标尺(图2)。

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图1. 本次研究站位与相关站位

Paleoceanography and Paleoclimatology发表中国科学家大洋钻探新成果——对建立完整的始新世天文年代格架和理解东印度洋动力学具有重要意义       图2. 本次研究建立的东印度洋始新世天文年代标尺

    沉积噪音模型是北京大学地球与空间科学学院史前生命与环境科学研究所研究员李明松2018年提出的重建古海平面的方法,用于从海相地层中的沉积信号反演古海平面的变化。该模型定量研究了古气候替代指标与沉积噪音的关系,研究结果表明浪基面附近或浪基面以上的地层的沉积噪音与古海洋的相对水深呈反相关系,且这一过程受控于长轨道周期驱动,即1.2 Myr长斜率周期的高值对应相对海平面降低和相对较强的沉积噪音。基于这一理论模型,本次研究试图将该模型应用于大洋钻探深海领域,以及重建东印度洋动力学。

Paleoceanography and Paleoclimatology发表中国科学家大洋钻探新成果——对建立完整的始新世天文年代格架和理解东印度洋动力学具有重要意义图3.本研究中基于沉积噪声模型的动力学可视化图

  ODP 762C钻孔现今水深为1360 mIODP U1514钻孔现今水深为3850 m。本次研究通过对ODP 762C钻孔始新世地层和IODP U1514钻孔始新世地层进行沉积噪音分析,结果表明,两个钻孔始新世地层均存在1.2 Myr长斜率周期信号,762C钻孔位于海底高原上,其沉积噪音可能主要与海平面变化有关,而U1514钻孔位于深海环境,其沉积噪音可能主要与海底流强度有关。尽管这两个钻孔的沉积地层均受控于相似的天文轨道周期,但天文轨道力与沉积响应之间的机理途径完全不同。上述研究工作对于建立完整的始新世天文年代格架和理解东印度洋动力学具有重要的科学意义。

   文章的第一作者和通讯作者为中国地质大学博士研究生许可,合作者包括德国不莱梅大学David De VleeschouwerMaximilian Vahlenkamp博士,中国地质大学(武汉)陈红汉教授和山东科技大学杨仁超教授。该项研究得到中石化科技部“十三五”重大科技项目 (ZDP1705)和中国地质大学(武汉)博士研究生出国联合培养项目的资助。