中国东部晚白垩世-早古新世陆地温度梯度重建

Knowledge of latitudinal temperature gradients is critical to define climatic modes because they reflect the distribution of heat at the Earth’s surface and have thought-provoking implications for carbon cycle evolution. As a paradigm of greenhouse climate in Earth's history, the terrestrial latitudinal temperature gradients during the Late Cretaceous-Early Paleocene are of great interest, as they may provide analogs for a near-future greenhouse world. In East China, there are extensive lacustrine basins containing continuous Late Cretaceous-Early Paleocene terrestrial record with a mass of terrestrial fossils. Their chronologies are relatively well constrained by biostratigraphical, magnetostratigraphcal, radiometric chronological, or even cyclostratigraphical studies. Many paleosols and pedogenic carbonates are recognized in these basins, which provides valuable materials to recover a Late Cretaceous-Early Paleocene terrestrial latitudinal temperature gradient. This project will take advantage of nearly continuous cores and outcrops in the Songliao Basin, Jiaolai Basin, and Nanxiong Basin in East China and analyze the sedimentological and stable isotopic features of the Late Cretaceous-Early Paleocene paleosols. By applying clumped isotope paleothermometry in paleosol carbonates, we will reconstruct the paleotemperatures and terrestrial latitudinal temperature gradient in East China during the Late Cretaceous-Early Paleocene, compare our result with coeval marine-terrestrial latitudinal temperature gradients all over the world, and study the climatic mode and features of terrestrial greenhouse climate.

温度梯度是判别地球气候状态的重要指标，它反映了地球上热量的分布，是控制地球生物分布与碳循环的重要因素。晚白垩世-早古新世是典型的温室气候时期，可能接近未来升温后的气候状态，研究该时期的陆地温度梯度，有助于了解温室时期陆地的气候特征，为未来气候变化研究提供借鉴。中国东部拥有众多白垩纪-古近纪陆相湖盆，这些盆地出露较为连续的晚白垩世-早古新世地层，古土壤发育，陆相化石丰富，年代学工作成熟，为研究陆地温度梯度提供了绝佳素材。本项目基于中国东部松辽盆地、胶莱盆地和南雄盆地岩心和典型露头剖面，拟开展古土壤沉积学和稳定同位素地球化学研究，利用团簇同位素古温度计，重建晚白垩世-早古新世古温度，进而建立中国东部陆地温度梯度。在此基础上，对比同时代全球海洋-陆地温度梯度，探索温室时期陆地的气候状态。

工业革命以来，随着全球变暖逐渐加剧，地球气候系统可能发生不可逆的转变，从第四纪至今冰期-间冰期旋回为特征的“冰室气候”进入到“温室气候”状态。晚白垩世是典型的温室气候时期，可能接近未来升温后的气候状态。在地球不断变暖的今天，研究晚白垩世陆地古气候，有助于了解温室时期陆地的气候特征，为未来气候变化研究提供借鉴。中国东部拥有众多白垩纪-古近纪陆相湖盆，出露较为完整的晚白垩世-早古新世地层，这些盆地地层连续，古土壤发育，陆相化石丰富，年代学工作成熟，为研究陆地古气候提供了绝佳素材。本项目基于中国东部松辽盆地、胶莱盆地和南雄盆地样品，对晚白垩世-早古新世古土壤开展沉积学和稳定同位素地球化学研究。在此基础上，运用古土壤碳酸盐团簇同位素重建晚白垩世-早古新世陆相古温度记录和古地貌演化，进而重建了白垩纪末期以来的海陆相温度梯度演化。取得主要认识如下：. 1、白垩纪末期的生物大绝灭事件是距离人类最近的一次全球性的大范围的生命绝灭，本项目系统的对比了松辽盆地晚白垩世-早古新世Hg元素含量、Hg同位素、古温度、二氧化碳浓度以及生物记录，划分了德干火山喷发对松辽盆地的影响期次，指出K-Pg界线附近的极端喷发事件触发了白垩纪末生物大灭绝。. 2、项目对胶莱盆地及邻区早白垩世莱阳群和晚白垩世王氏群进行研究，发现胶莱盆地早白垩世物源主要来自胶北地体和苏鲁造山带的花岗岩，晚白垩世物源主要来自盆地内部青山群的玄武岩和安山岩，并进一步厘定了晚白垩世早期海岸山脉的分布范围及其对中国东部古气候与古地理的影响范围。. 3、纬度温度梯度反映了地球上热量的分布，是控制地球生物分布与碳循环的重要因素。本项目重建了白垩纪末期到全新世的海陆相温度梯度演化。随着向冰室气候演化，热带地区陆地温度始终与现代类似，而高纬度和极区降温强度逐渐增大。指出温室气候状态下可能存在某种与大气二氧化碳浓度相关的气候均衡机制在缓解热带地区的升温。