渤海庙岛剖面记录的近130ka气候环境海岸带沉积信息的研究

Analysis of the high resolution loess-paleosol sedimentary sequence and paleo-monsoon changed information on coastal zone among the East Monsoon region of China, which irreplaceable role in revealing the temporal and spatial evolution in the process of East Asian Monsoon environment. This study intends to choose Miaodao Section in Bohai Sea as the representative stratum record, establish the climate-environment sequence since the last interglacial, using different chronology test measures as 14C-AMS and OSL to confirm the chronology framework, which can contrast with each stage and substage in the GRIP ice core and the marine core, utilize the physicochemical indices like grain size, magnetic susceptibility, calcium carbonate, chemical element to reveal the multicycle kiloyear-scale environment alternate evolution process during the nearly 130 ka, explore the temporal and spatial development characteristics and rules of East Asian Monsoon on east China's coastal zone since the late Quaternary, fill up the blank of coastal loess kiloyear-scale climate events record since the last interglacial, on this basis contrast with the aeolian deposition sequence at the Mu Us Desert in the same latitude, further explore the process of environment change and East Monsoon evolution since the late Quaternary among the monsoon region of east China, to provide the new foundation information and science basis for global change especially the kiloyear-scale climate events.

分析东部季风区海岸带的高分辨率黄土-古土壤沉积序列及其古季风变化信息，对揭示东亚古季风环境的时空演变过程具有不可替代性作用。本项研究拟选择渤海庙岛剖面作为代表性的地层记录，建立末次间冰期以来的气候-环境序列，采用不同的年代测试方法（14C-AMS和OSL）确定可与深海和冰芯氧同位素各主、亚阶段进行对比的年代学框架，运用粒度、磁化率、碳酸钙、化学元素等各种理化分析指标，揭示近130ka存在的多旋回千年尺度环境交替演化过程，探讨晚第四纪东亚季风在我国海岸带地区的时空演变特征与规律，填补末次间冰期以来海岸带黄土千年尺度气候变化记录的空白,并在此基础上与同纬度毛乌素沙漠的风沙沉积序列进行时空对比，更进一步探索晚第四纪以来中国东部季风区的环境变迁与东亚季风演化，为进行全球变化特别是千年尺度气候事件对比提供新的基础资料与科学依据。

本项目在国家青年基金的资助下，对渤海庙岛剖面记录的近130ka气候环境海岸带沉积信息进行研究，主要研究内容包括：1.建立庙岛剖面近130ka以来的年代学框架；2.建立庙岛剖面末次间冰期以来的沉积序列；3. 探讨影响庙岛剖面古气候环境变化的主要因素，包括对庙岛剖面物质来源以及所记录的末次间冰期以来的东亚夏季风降水。4. 深入分析了MIS5期间渤海海岸带气候演变的特征，特别关注MDS5e亚段气候的快速波动，研究结果显示快速的变化在MDS5e可达到10.5次，气候事件的周期大约为1470年。5.对渤海海岸带风成沉积物碳酸盐成因机制进行探讨，发现庙岛剖面碳酸盐含量变化既不受粒度控制，亦不受矿物影响，黄土地区碳酸盐降水淋滤理论也无法合理解释渤海海岸带地区沉积物的碳酸盐特征。末次间冰期风成沉积物中出现的钙质有孔虫对沉积物碳酸盐明显的提升作用，可作为理解渤海海岸带风成沉积物碳酸盐成因机制的新观点。6.提取渤海海岸带庙岛剖面全新世，末次间冰期高海面时期地层沉积物信息，结合海相微体古生物有孔虫化石, 元素比值以及粒度参数等非生物证据，揭示末次间冰期以来中纬度渤海海岸带所记录的古风暴信息。所取得的重要认识主要包括：1.提取粒级<0.63m含量作为庙岛剖面夏季风降水指标，记录了MDS5e亚段出现的百年尺度特强降水事件，与我国石笋18O‰记录的降水具有同期性。2.庙岛剖面记录了渤海海岸带末次间冰期Eemain 暖期气候出现多次的快速波动，气候事件的周期大约为1470年，相当于末次冰期D/O循环周期，Eemain暖期的气候事件周期受太阳辐射的影响，推测为太阳短时间周期87年和210年周期的叠加。3.渤海海岸带风成沉积物中出现的有孔虫对沉积物碳酸盐明显的提升作用。4.根据庙岛剖面风成沉积物中发现的浮游有孔虫化石，推测末次间冰期渤海深受黄海暖流的影响。MDS5a亚段记录了末次间冰期MIS5a期间共出现15次强风暴事件，发生的频率大约为1ka。古风暴沉积记录时间可从全新世的7000a扩展到末次间冰期的90ka,补充了中纬度古风暴沉积记录的空白。