西北太平洋第四纪以来风尘物源变化及其对西风环流的指示意义

The eolian dust from Asian continent is not only an important component of the deep sea sediments in the northwestern Pacific ocean, but also an ideal carrier for the paleoclimatic studies of Asian continent. Currently, the agreement has been acquired on the eolian sources in East Asian, however, the interpretations on the source variation of the paleo-dust sequences in the northwestern Pacific are still disputed, and especially lack of systematical understanding on the controlling mechanism of eolian record in Quaternary. Therefore, from the perspective of source to sink of Asian dust, this project is to investigate the distribution, composition and characteristics of sequence variations of eolian sediments of northwestern Pacific Ocean by combining multiple sites and proxies (e.g., grain-size, trace elements, and oxygen isotopes of quartz, Sr-Nd isotopes and clay mineral components of detrital phases). The objective of this project is to define the driving mechanism of westerlies from source to sink by investigating the characteristics of sources of eolian dust of northwestern Pacific Ocean. We aim to provide basic support for the investigations on the influences of westerlies on the Pacific Ocean and global climatic evolution.

来自亚洲内陆干旱区的风尘是西北太平洋深海沉积物的重要组成部分，同时也是研究亚洲内陆古气候的重要载体。目前对东亚风尘物源已取得长足进展，但对太平洋古风尘序列上物源变迁的理解仍有较多争论，尤其对第四纪冰期旋回中的风尘记录及其控制机制缺乏系统深入的认识。因此，项目拟从亚洲风尘的源-汇角度分析，结合亚洲内陆与西北太平洋研究区，基于地磁场相对强度曲线及绝对年龄控制点建立完整的年代学框架，通过多点（不同地貌体）、多指标（石英粒度、微量及氧同位素指标、陆源相Sr-Nd同位素、粘土矿物等指标）的相互验证，从现代风尘搬运过程、第四纪冰期旋回的时间尺度上，分别研究风尘沉积物的区域分布、组成变化格局和时间序列变化特征，系统开展晚第四纪以来西北太平洋风尘源区变化特征研究，探讨气候变化驱动下西风环流从源到汇搬运沉积过程的可能机制，为探索西风环流对太平洋及全球气候演变的影响提供基础。

西北太平洋位于西风和东亚冬季风的下风向，是亚洲风尘的重要的“汇”，同时也是全球深水洋流系统的终端，是全球大气CO2的重要储库。对于北太平洋及其边缘海“源-汇对比”研究一直是海洋地质学研究的热点问题，本研究综合运用沉积地球化学、同位素地球化学及岩石磁学等研究手段，从内陆-边缘海-大洋不同空间对比，从第四纪到晚新生代不同时间尺度上，系统研究大陆边缘地区及其大洋地区陆源沉积全过程，初步揭示了海平面变化、亚洲季风、海冰、以及大气环流过程等因素在不同时空尺度上对亚洲大陆边缘“源-汇”过程的控制作用。在指标体系方面，初步建立以石英矿物为载体的微量、同位素指标体系；在年代学方面，多指标建立和完善北太平洋年代学框架体系，并证实地磁场相对古强度在定年方面的可靠性，揭示了北太平洋地区存在地磁场的非偶极子行为特征。在源-汇对比方面，重建了南海地区陆源碎屑矿物在冰期-间冰期模式的特殊性，为我们全面理解低纬度边缘海地区海平面升降和气候变化影响下风化指标研究提供了重要的约束，同时为边缘海地区陆源碎屑矿物与有机碳埋藏机制提供了新的思考。而在第四纪古气候方面，重建了北太平洋沉积模式在高低纬度气候系统的响应机制，为全面理解过去和未来北极海冰和高纬度海-气动态过程提供重要的参考依据。而在构造时间尺度上，全球变冷的背景下，西风带导致的源区变化和湿度增强是导致太平洋地区风尘通量增多的主要因素。这些认识对深入探讨亚洲风尘与高-低纬度气候体系耦合关系具有重要意义。