摘要: 南北极是地球系统中的重要组成部分,是全球气候变化最显著、响应最敏感的区域,也是研究地球气候系统的关键区域,对过去全球气候变化起着极其重要的作用和影响。自从1999年中国首次北极科学考察以来,国家海洋局极地考察办公室组织并实施了五次北极科学考察;尤其值得一提的是,2012年中国第五次北极科学考察期间,“雪龙”号首次穿越北冰洋,到达北大西洋极区的格陵兰海和挪威海,并访问了冰岛。
在中国首次至第五次北极科学考察期间,“雪龙”号分别在亚北极的白令海和鄂霍茨克海、北冰洋、格陵兰海、挪威海以及冰岛周边海域进行了海洋地质调查,共获得了199个站位的箱式样,61个站位的多管样,106个站位的重力柱状样。而在中国第28次和第29次南极科学考察期间,“雪龙”号分别在南极半岛海域和东南极的普里兹湾进行了海洋地质调查,共获得了34个站位的箱式样,16个站位的多管样,16个站位的重力柱状样。
本专辑17篇论文的研究材料主要来自于上述南北极考察航次期间利用“雪龙”号这一考察平台所采集的样品,其时间尺度包括从季节性的水柱和海表层的悬浮体与颗粒物,到近现代的表层沉积物,乃至超过780Ka BP的晚第四纪沉积物。其研究方法涉及沉积学、矿物学、同位素地球化学、有机与无机地球化学、古地磁学、微体古生物学等。这一专辑也是2012年启动的“南北极环境综合考察与评估”专项之“北极海域海洋地质考察”专题与“南极周边海域海洋地质考察”专题的一部分成果。
在与北极有关的9篇论文中,白令海北部陆坡全新世以来生物标志物记录反映了浮游植物与初级生产力,以及高碳烷烃输入与陆地植被结构的演化;白令海盆末次冰消期(17Ka BP)以来的冰筏碎屑事件与钙质生源组分揭示了千年尺度的气候变化事件和海冰扩张历史;白令海陆坡至海盆沉积物记录了异常的沉积作用及其形成成因;西北冰洋楚科奇海台氧同位素3期以来的冰筏碎屑事件和浮游有孔虫氧碳同位素揭示了加拿大北极冰盖的崩塌和水团的变化;北冰洋西部表层沉积物中矿物组成和重矿物的空间分布模式指示了洋流的搬运作用和这些矿物的来源;楚科奇海悬浮体含量及其颗粒组分的水柱分布与表层海水颗粒物组成及其碳氮同位素空间分布模式反映了水团的控制作用和颗粒物质的来源。
在与南极有关的8篇论文中,南极布兰斯菲尔德海峡沉积物的地磁场强度变化的分析为全新世以来百年尺度的古气候和古海洋学研究提供了精确的年代学基础;南极半岛鲍威尔海盆D4-9柱样古地磁及磁组构特征分析为区域性的地层年代的划分和对比提供了依据;南极半岛鲍威尔海盆南部氧同位素3期以来沉积物粒度组成记录了沉积动力环境的演变;南极半岛周边海域表层沉积物粒度组成与碎屑矿物的空间分布模式反映了其物质来源和冰与洋流的搬运作用;普里兹湾海域表层沉积物中的孢粉分析显示,其主要来源于南半球热带地区以及南极大陆周围其他陆地,风可能是其主要的载体;南极普里兹湾海域夏季表层水体颗粒有机碳及其同位素空间分布特征指示了海冰、浮游植物以及陆源有机质输入的影响;南极普里兹湾5个表层沉积物中多种生物标志物的分析反映了其生态环境的变化。
特邀编辑 王汝建
2014年1月