近日,青岛海洋地质研究所深海沉积与环境研究团队在菲律宾海深层水体通风历史重建方面取得重要进展。研究重建了菲律宾海中部6.7 Ma以来深海氧化还原历史,并探讨了大洋深层环流在北半球冰盖阶段性演化历史中的关键作用。相关成果发表于国际地学TOP期刊《Quaternary Science Reviews》。
深海通风过程是调控深层水含氧量、碳储存能力以及底层氧化还原环境的关键环节,对理解全球碳循环和冰期气候演化机制具有重要意义。然而,受限于碳酸盐溶蚀与化石缺乏,北太平洋深部地区缺乏连续、具有良好年代约束的古海洋记录。研究选取菲律宾海中部水深2420米的铁锰结核典型样品,基于微区磁场原位成像技术和Be同位素共同建立了结核生长的高精度年代框架,并通过微区XRF分析获得了Mn/Fe比值等氧化还原指标。研究发现自3.4~3.1 Ma起,Mn/Fe比值呈持续上升趋势,指示区域深海环境氧化能力持续增强。研究识别出多个Mn/Fe比值显著低值期(约3.6、3.4、3.1、2.7、1.4、0.82与0.57 Ma)与东太平洋相关结果高度一致,并与北半球冰盖发育的关键事件(包括M2、iNHG,MPT、MBE等)一一对应,研究认为深海通风变化可能是北半球冰盖阶段性演化的前置条件之一。
该研究成果由青岛海洋所、同济大学、天津大学、中国科学院南海海洋研究所、中国科学院地质地球物理研究所、美国马萨诸塞大学波士顿分校、俄罗斯远东地质研究所等单位共同完成。