4万年来孟加拉湾中部沉积物源的时空变化及对印度季风的响应

The Bay of Bengal is an important window of Tibetan Plateau material output to the Indian Ocean. Strong land-sea interactions and typical monsoon climate characteristics, making it a natural laboratory for sediment “source-sink” research. There are some different voices on the temporal and spatial evolution of sediment provenances in the central Bay of Bengal since the last glacial under the background of the Indian monsoon. Therefore, in this study, we choose typical river sediment samples and ocean core sediments, based on the high precision chronological framework which has been established by AMS14C analysis, major and trace elements analysis, Sr-Nd isotope analysis, to extract effective tracer indicators and applied them to discuss the temporal and spatial evolution of sediment provenances in the central Bay of Bengal since the last glacial. Based on planktonic foraminifera Globigerinoides ruber shell oxygen isotope ratio (δ18O), barium and calcium ratios (Ba/Ca) analysis, we extract information of the precipitation and runoff, which will be combined with sediment CIA, K/Al and other indicators indicating the chemical weathering intensity variation of the source areas, to reveal the response mechanism of “climate-erosion-transportation- sedimentation” process to the Indian monsoon in orbital and millennium time scale.

孟加拉湾是青藏高原物质向印度洋输出的重要窗口，强烈的陆海相互作用和典型的季风气候特征，使其成为沉积物“源-汇”研究的天然实验室。印度季风演化的大背景下末次冰期以来孟加拉湾沉积物来源的时空变化特征尚存争议，为此本项目以孟加拉湾周边典型河流沉积物和柱样沉积物为研究载体，在已建立的高精度AMS14C年代框架基础上，通过沉积物常微量元素和Sr-Nd同位素测试分析，提取有效物源判别指标，探讨4万年来孟加拉湾中部沉积物源的时空变化特征；通过浮游有孔虫Globigerinoides ruber壳体氧同位素（δ18O）、钡钙比值（Ba/Ca）测试分析，提取降水量和径流量变化信息，与沉积物CIA、K/Al等指标揭示的源区化学风化强度变化特征相结合，揭示轨道尺度或千年尺度上孟加拉湾地区“气候-侵蚀-输运-沉积”过程对印度季风的响应机制。

孟加拉湾是青藏高原物质向印度洋输出的重要窗口，强烈的陆海相互作用和典型的季风气候特征，使其成为沉积物源汇研究的天然实验室。印度季风演化的大背景下末次冰期以来孟加拉湾沉积物来源的时空变化特征尚存争议，这为准确提取地层记录中的环境信息带来了很大的不确定性。为此本项目以孟加拉湾典型柱样沉积物为研究载体，通过沉积学、矿物学和地球化学等测试分析，建立了末次冰期以来孟加拉湾中部高分辨率年代框架，厘定了末次冰期以来孟加拉湾中部物源混合模式为“2-3-2”，即“喜马拉雅源区、印度源区、缅甸源区”三者的不同组合；量化了不同物源端元贡献量及其气候控制机制，揭示出孟加拉湾中部陆源输入量在不同时间尺度上的控制机制，即冰期-间冰期尺度上受控于海平面变化导致的沉积中心在深海扇和陆架之间的转移，而在岁差和千年尺度上则受控于印度夏季风降雨量的变化；指出化学风化指标在不同时间尺度上与季风气候的耦合和解耦机制，提出全新世化学风化指标可能反映物源混合与风化侵蚀机制的转变，解释需谨慎；通过对典型孔位深海浊流记录的研究，创新性提出“深海浊流记录是区域源汇系统响应的重要一环”的重要科学推论；通过以上研究，本项目揭示了喜马拉雅山-孟加拉湾沉积体系在不同时间尺度上的源汇过程及其控制机制，为丰富源汇过程理论及整体认识亚洲大陆边缘沉积物产生-扩散-沉积机制提供了有益参考。