末次冰期最盛期低纬度西太平洋硅藻席的形成机制及沉积区上层水体古温度

硅藻贡献了海洋40%的初级生产力，在海洋生物地球化学循环中发挥重要作用。大洋硅藻席沉积是硅藻大规模"勃发"的产物，目前对大洋硅藻席研究最大的难点在于样品采集的偶然性。本项目计划通过对低纬度西太平洋136 ~140 E, 15 ~21 N 海区的WPD03和WPD12两个岩芯末次冰期最盛期硅藻席沉积物中硅藻种属组合分析以及硅藻壳体的δ18Odiatom的测定，确定其硅藻的群落组合特征并提取上层水体的古温度数据和上层海水结构指标，探寻硅藻席形成的主要环境影响因子变化，重建末次冰期低度西太平洋硅藻席沉积的环境背景，并结合沉积物中碳、氮的测试数据揭示研究区硅藻席的形成机制，为热带西太平洋碳循环演化事件机制的假说提供依据。

硅藻席沉积是由“树荫种”硅藻大量勃发并快速堆积而成，其样品采集具有很大的偶然性。本文利用在低纬度西太平洋帕里西维拉海盆区域内首次发现的Ethmodiscus rex (Wallich) Hendey硅藻席沉积的WPD03和WPD12两个岩芯岩芯为研究对象，通过对硅藻种属组合分析以及硅藻壳体的δ18Odiatom的测定，确定其硅藻的群落组合特征，通过对深海沉积硅藻组合的变化探讨低纬度西太平洋硅藻席形成时期的环境变化状况，探寻硅藻席形成的主要环境影响因子变化，重建末次冰期低度西太平洋硅藻席沉积的环境背景，并进一步揭示该区域硅藻席沉积的形成机制。共鉴定硅藻40属101种(含变种)。硅藻组成中既有淡水种和沿岸种以及外洋冷水种, 也有外洋暖水种, 但主要以大洋暖水种和广布种为主。在主要的硅藻属种中, Thalassionema frauenfeldii的平均百分含量最高, Thalassionema nitzschioides、Azpeitia nodulifera、Nitzschia marina、Hemidiscus cuneiformis等次之, 这5种硅藻占了整个非成席硅藻物种相对百分含量的85%左右, 说明在该海域表层水体硅藻席沉积过程中, 这5种硅藻最容易与成席硅藻在同时期的环境中生存, 形成勃发。初步断定硅藻席形成时期环境为热带水体的大洋性环境。在过渡层段也即MIS3期的晚期，由于盐度相对较低的海水上涌，使海表盐度降低的同时带来大量营养物质，导致非成席硅藻的勃发。继而“低盐帽”的形成促使海水的成层化，诱使成席硅藻勃发，导致“秋季沉降”，从而形成硅藻席沉积。亦说明盐度相对较低海水的输入，可能是研究区硅藻席沉积形成的诱因之一。通过对WPD03孔中硅藻席沉积物样品的提纯实验，进行硅藻氧同位素（δ18Odiatom）的分析测试，结果表明在过渡层（硅藻质粘土沉积期）阶段，δ18Odiatom值相对较低，而在硅藻席沉积阶段（硅藻席沉积期），δ18Odiatom值相对较高。这表明在末次盛冰期，成席硅藻充分利用风尘带入的营养物质，在次表层与表层水体充分混合后，由于次表层水体温度的降低和表层海水温度的升高，形成温盐成层化，使得成席硅藻“秋季倾泻”而形成硅藻席。