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    中國學者為CENOGRID氣候標準曲線貢獻中新世記錄

    日期 2020-09-15   來源:地球科學部   作者:冷疏影  【 】   【打印】   【關閉

      在國家自然科學基金項目(批準號:40976024、91128208、41525020、41776051)長期資助下,同濟大學海洋地質國家重點實驗室田軍教授參與國際大洋鉆探計劃,利用該計劃在東赤道太平洋獲得的深海沉積巖芯重建了中新世(5.975-8.270 Ma, 15.555-20.000 Ma)(Westerhold et al., 2020, Table S5)底棲有孔蟲氧、碳穩定同位素記錄,這一成果被納入由全球21家實驗室合作完成的CENOGRID(CENOzoic Global Reference benthic foraminifer carbon and oxygen Isotope Dataset,新生代全球參考底棲有孔蟲碳氧同位素數據集)氣候標準曲線。相關研究成果以“6600萬年來天文定年的地球氣候變化記錄及其可預測性(An astronomically dated record of Earth’s climate and its predictability over the last 66 million years)”為題,于2020年9月11日在線發表在《科學》(Science)雜志上,論文鏈接:https://science.sciencemag.org/content/sci/369/6509/1383.full.pdf。

      氣候變化的實質是熱量在地球系統中的再分配過程,大氣環流和大洋環流對熱量的傳輸起了至關重要的作用,而地質時間尺度上水循環和碳循環的相互作用則是控制大氣環流和大洋環流的關鍵過程。底棲有孔蟲鈣質殼體18O可反映海水的18O,受全球冰量和海水鹽度控制,可指示冰蓋生長或海平面升降(Shackleton et al., 1974),是地質時間尺度上水循環演變的良好指標。底棲有孔蟲鈣質殼體13C可反映海水的13C,大洋13C與海洋碳儲庫存在半定量關系,大洋13C變化0.31‰約相當于330-694 GtC的輸入(Peterson et al., 2014),是地質時間尺度上碳循環的良好指標。CENOGRID氣候標準曲線就是6600萬年以來高分辨率的深海底棲有孔蟲18O和13C記錄,是該領域的最新研究成果。它表明在長時間尺度下,由水循環和碳循環相互作用造成的氣候變化的因果關系是可以確定的。

      新生代(6600萬年前至今)是地球歷史上最新的一個地質時代,生物界開始呈現現代生物分布格局,兩極冰蓋依次形成,構造尺度上全球氣候逐漸變冷,而在地球軌道調控的太陽輻射驅動下,冰期旋回逐漸成為軌道尺度上氣候演變的主旋律。近幾十年來,古海洋和古氣候學家一直夢想著通過重建新生代6600萬年以來高分辨率(<5千年)、高質量、連續的深海底棲有孔蟲氧、碳穩定同位素記錄,揭示水循環和碳循環的演變歷史及其相互作用,進而揭示新生代的氣候演變規律,為準確預測未來氣候變化奠定理論基礎。依托國際大洋鉆探計劃,從深海獲取高質量的沉積巖芯,是目前達到這一目的的唯一手段。

      CENOGRID國際團隊由德國不來梅大學海洋環境科學中心(MARUM)的托馬斯·韋斯特霍爾德博士(Dr. Thomas Westerhold)和波茨坦氣候研究所(PIK)的諾伯特·馬爾萬博士(Dr. Norbert Marwan)帶領,全球21家實驗室參加。同濟大學海洋地質國家重點實驗室田軍教授是CENOGRID團隊中來自亞洲的唯一代表。

      CENOGRID氣候標準曲線是過去6600萬年氣候的新參照標準,能讓我們更準確地知道地球上何時變暖或變冷,對氣候變化的深層機制也有了更好的理解;而對數據采用的數學分析則揭示了新生代氣候演變中隱藏的相關性和重復出現的模式,可以讓我們像研究彩色條形碼一樣研究過去6600萬年的氣候變化,并對人類活動在本世紀內引起的快速氣候變化加深理解。




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