中布容期热带西太平洋深部[CO32-]变化:碳循环过程与气候效应

基本信息
批准号:41806084
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:秦秉斌
学科分类:
依托单位:自然资源部第一海洋研究所
批准年份:2018
结题年份:2021
起止时间:2019-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:段佰川,唐正,王琳淼,吴东,宋腾飞
关键词:
深海[CO32]热带西太平洋中布容气候转型浮游有孔虫中布容溶解事件
结项摘要

The mid-Brunhes interval is a significant period in the history of Quaternary climate. It contains the mid-Brunhes dissolution event and the onset of warmer interglacials. However, there are still major uncertainties regarding this time interval, including the extent of mid-Brunhes dissolution event, the evolution of oceanic carbon storage and its significance for the mid-Brunhes climatic transition. Application of paleo-carbonate proxies is crucial for improving our understanding of these scientific issues. Here, Mg/Ca ratios and δ18O values of planktonic foraminifera are measured to investigate the potential effect of multiple environmental parameters, such as temperature and salinity, on the “size-normalized weight” (SNW) of planktonic foraminifera. After the assessment of the proxy reliability, SNW of planktonic foraminifera are used to reconstruct deep-water carbonate ion concentrations ([CO32-]) in the western tropical Pacific during the mid-Brunhes interval. Along with foraminiferal fragmentation data, the SNW-based [CO32-] record is used to recognize the mid-Brunhes dissolution event. Then, the extent of dissolution event, and the pelagic carbonate production during the mid-Brunhes, are revealed by the deep-water [CO32-] decline. Finally, based on the comparison of deglacial variabilities in deep-water [CO32-] before and after the mid-Brunhes climatic transition, this project will provide further insights into the carbon storage in the deep tropical Pacific during the mid-Brunhes and its role in contemporaneous global climate change.

中布容期海洋环境以及全球气候发生重大转型,期间深海碳酸钙溶解作用显著加强,MIS 11及其之后的间冰期相比之前更加温暖。然而中布容期深海碳酸钙溶解加强幅度、大洋碳储量演化及其与间冰期转型间的关联悬而未决,重建过去海洋碳酸盐系统参数是研究上述问题的关键。本项目以热带西太平洋岩心为材料,应用浮游有孔虫Mg/Ca、δ18O以及粒径标准化壳体重量(SNW)等指标,在评估表层海水温度与盐度等环境因素对SNW的可能影响后,利用浮游有孔虫SNW恢复中布容期深海碳酸根离子浓度([CO32-])变化。基于深海[CO32-]演化,并结合有孔虫碎壳率等数据,确认中布容溶解事件在热带西太平洋的记录。根据中布容溶解事件中深海[CO32-]下降幅度,定量评估此次溶解事件强度,并揭示当时大洋碳酸钙生产状况。最后,对比中布容期间冰期转型前后冰消期深海[CO32-]特征,探讨大洋碳储量演化在中布容期间冰期气候转型中的作用。

项目摘要

海洋沉积物中浮游有孔虫粒径标准化壳体重量(Size-Normalized Weight,SNW)随着深海碳酸根离子饱和程度(Δ[CO32-])下降、碳酸钙溶解作用加强而变轻,故可以作为一种古海洋代用指标来重建过去深海碳酸根离子浓度([CO32-])变化,为理解过去大洋碳循环演变及其气候效应提供依据。基于全球热带大洋表层沉积物SNW数据,项目评估了现代过程中浮游有孔虫Trilobatus sacculifer,Neogloboquadrina dutertrei和Pulleniatina obliquiloculata SNW的受控因素,认为T. sacculifer和N. dutertrei SNW可作为古海洋深部Δ[CO32-]代用指标,而P. obliquiloculata SNW同时受到深海Δ[CO32-]以及初始粒径标准化壳体重量(Initial Size-Normalized Weight,ISNW)的影响。随后,项目建立了适用于全球大洋的SNW-Δ[CO32-]校准公式,评估了P. obliquiloculata ISNW/钙化作用的受控机制,通过热带西太平洋MD06-3047B孔以及U1490站重建了更新世以来深海[CO32-]变化。本项目取得的主要结论有:.(1)P. obliquiloculata ISNW在现代过程、冰期旋回以及岁差周期中均响应海水温度变化,表明P. obliquiloculata钙化作用受控于海水温度变化,而非海洋酸化;.(2)冰期旋回中,热带西太平洋深部[CO32-]通过碳酸钙补偿机制响应海平面变化;.(3)中布容期,热带西太平洋深部[CO32-]从MIS 12/11的~100 μmol kg-1极大值急剧下降至MIS 11中期的~40 μmol kg-1极低值,前者表明MIS 12/11冰消期海洋碳释放加强,后者量化了中布容溶解事件在热带西太平洋的强度;.(4)中更新气候转型期,[CO32-]在~0.9-0.7 Ma阶段性下降~7-10 μmol kg-1,表明当时太平洋深海碳储量增加,这一过程受控于冰盖扩张引起的南大洋海洋垂向流通减弱。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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