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南海珊瑚礁记录的高分辨率气候变化
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摘要
珊瑚礁是研究热带海区高分辨率气候变化的极好材料.本文以南海珊瑚礁为材料,多次到珊瑚礁区的实地考察和采样,室内对样品开展了高精度的TIMS U-Th定年测试、高分辨率的珊瑚骨骼δ<'18>0,δ<'13>C,Sr/Ca和Mg/Ca等分析,得出:(1)南海北部现代珊瑚的Sr/Ca和δ<'18>O是SST的可靠的代用指标,建立了以下的关系式,为全新世不同时段的温度重建提供了依据.(2)通过对雷州半岛全新世不同时段的珊瑚进行高分辨率的Sr/Ca和δ<'18>O组合分析,发现雷州半岛珊瑚记录的SST自~6800年前至~1500年前总体上呈下降的趋势,并同时伴随着有效蒸发量的减少.(3)通过对南海北部雷州半岛角孔珊瑚礁剖面的研究,发现在全新世高温期存在至少9次高频率、大幅度的气候突然变冷事件.这一时期夏季温度与现代相当,但冬季温度约比现在低4℃,反映当时冬季风强劲,导致每20-50年一次的珊瑚大面积死亡,死亡后珊瑚礁的恢复一般需要20-25年时间.(4)利用珊瑚礁发育与海平面之间关系的原理,对有水准高程的47个珊瑚样品开展了高精度的TIMS U-Th年代测定,结果表明雷州半岛珊瑚礁的发育可分为6个时期:7100-6300,5717,5009,4156-3675,2795-2509和1511 Cal.aBP,这些时期的海平面分别比现在高约3.0-3.8 m(或2.0-2.8 m).(5)通过对南沙群岛永暑礁礁坪原生滨珊瑚进行钻探取样和开展高精度TIMSU-Th年代测定,发现这些原生滨珊瑚的死亡年代可大体上分为以下9个时期:1813-1843,1862-1880,1911-1921,1942-1951,1951-1963,1966-1974,1977-1983, 1986-1992和1997-1999 AD,与气候记录比较发现这些珊瑚死亡的年代大体与ElNino发生的时间相对应.我们认为发生于这些年代的珊瑚的死亡原因应该是由于温度升高导致的珊瑚白化所致.(6)对南沙群岛珊瑚礁礁坪上堆积的大量的次生的大型滨珊瑚块的研究,得出近1000年来在南海南部至少存在6次强风暴潮事件.(7)对南沙群岛永暑礁(环礁)泻湖沉积物开展了24个高精度TIMS U-Th和AMS<'14>C测年,建立了4000年来珊瑚礁泻湖高分辨率的沉积年代序列.(8)对红树林树轮的研究表明,(1)红树林树轮为年轮;(2)红树林树轮的α-纤维素δ<'13>C值随着年代的增加(树龄减少)而呈增加趋势,这一趋势与同期海平面和温度变化趋势相似.

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