深海沉積物非常非常非常有研究?jì)r(jià)值,光在古氣候上的研究?jì)r(jià)值說(shuō)上3天3夜也說(shuō)不完,它包含了相當豐富的古氣候信息,和一些重要的古氣候指示物(paleoclimate proxy),相對于冰芯和黃土,它的沉積時(shí)間更長(cháng),例如青藏高原古里雅冰芯的精確定年時(shí)間是0.6Ma(百萬(wàn)年),而深海沉積物的目前可確定的精確沉積記錄可達200Ma,由于海洋一直接受河流輸送的陸源物質(zhì)、大氣搬運的重金屬、海洋生物的遺骸以及海水與大氣的同位素分餾,所包含信息異常豐富。


1、深海氧同位素信息,由于平衡分餾的差異,深海沉積物/記錄能夠有效地反映古氣候事件和氣溫的波動(dòng),記錄長(cháng)度。但是因為擾動(dòng)和各個(gè)采樣孔記錄的差別,記錄需要復雜的建模矯正,2004年布朗大學(xué)Lisiecki和波士頓大學(xué)的Raymo兩位博士(大神請收下我的膝蓋)根據全球的57個(gè)采樣點(diǎn)信息,校正出一條優(yōu)秀的記錄曲線(xiàn)稱(chēng)之為L(cháng)R04。

這個(gè)是他們選取的包含上新時(shí)到更新世沉積記錄的全球57個(gè)深海鉆孔點(diǎn)位置。


LR04曲線(xiàn),數字為第四紀MIS編號,奇數為間冰期(暖期),偶數為冰期(冷期),下面方框是地球磁場(chǎng)分期黑色為正向,白色為反向。LR04深海沉積曲線(xiàn)顯著(zhù)反映了米蘭科維奇的冰期-間冰期旋回理論,和氣溫的周期性變化。


2、C、N同位素的變化,由于生物的化學(xué)成分,生物體死亡后分解,依然保留了C、N元素,而海洋接受了從河流輸送的陸源物質(zhì)(包括植物殘體)、海洋內藻類(lèi)(如硅藻殼)與植物殘體,其碳同位素能夠反映深海表層的碳循環(huán),而其中的與氣溫成比例關(guān)系,反映出氣候變化。


3、包含的碎石和冰磧物,在第四紀由于冰期和間冰期的變化,冰川范圍不斷變化,在冰期,冰蓋由大陸向海洋大陸架延伸,海水由于大量結冰,海平面下降。向海洋延伸的海冰攜帶了一些碎石和冰磧物,在進(jìn)入間冰期消退中,這些碎石和冰磧物在洋流搬運下沉積在海底沉積物中,這種海冰搬運碎石的作用稱(chēng)之為冰笩作用(類(lèi)似于冰做的筏子)。所以海底沉積物的碎石、冰磧物層反映了冰期,通過(guò)同位素定年,可以確定冰期和間冰期時(shí)間。


4、耳石,想必大家對這個(gè)名字很陌生,它是脊椎動(dòng)物的內耳和無(wú)脊椎動(dòng)物的耳泡中的石灰質(zhì)結石(Ca),在許多真骨魚(yú)類(lèi)中尤為顯著(zhù)。也就是魚(yú)類(lèi)和海洋無(wú)脊椎動(dòng)物(章魚(yú)、烏賊之類(lèi))死后身體腐爛,但是耳石卻很容易保存下來(lái)。這種聽(tīng)力平衡器官對于研究古氣候有啥作用呢?作用大了!在魚(yú)類(lèi)和海洋無(wú)脊椎動(dòng)物存活期間(短到幾年十幾年,長(cháng)到幾百年),它的耳石中的起到了類(lèi)似于石筍的作用,其中的鍶和氧同位素值的變化反映了氣溫變化,記錄了其生活期間的氣候,由于魚(yú)類(lèi)生命周期不長(cháng),其耳石的時(shí)間精度非常高,成為古氣候指示物研究的潛力方向。深海沉積物包含了大量的魚(yú)類(lèi)耳石,利用同位素定年確定耳石的起始和終結年代,就可以得到期間的同位素反映的氣溫紀錄。


參考文獻:Lorraine E.Lisiecki,Maureen E.Raymo.A Pliocene-Pleistocene stack of 57 globally distributed benthic D18O records.Paleoceanography vol 20,PA1003.2005