科研動態
張強等-JGR:北太平洋深海風塵沉積研究新進展
來源:科技處 | 發布日期:2018-09-28

  深海沉積物中的風塵組分包含古氣候和古環境演化等重要信息。風塵通量和粒徑等參數常被用于重建風塵源區氣候變化和大氣環流演化歷史。如何從沉積物準確提取風塵組分一直是全球風塵研究的關鍵科學問題。前人基于沉積學和地球化學等方法提取了不同時間尺度北太平洋風塵演化信息,然而傳統方法易受到組分差異以及沉積后作用影響,很難獲得高精度的風塵信息。為了拓寬風塵研究的途徑和方法,中國科學院地質與地球物理研究所巖石圈演化國家重點實驗室古地磁與年代學課題組張強博士研究生和其導師劉青松教授,利用環境磁學、巖石磁學,透射電鏡和光譜學等技術對北太平洋晚上新世以來的深海鉆孔沉積物開展了綜合研究,該研究對于北太平洋沉積物磁性變化機制、風塵顆粒微觀賦存形態以及風塵新替代指標方面取得了階段性進展 

  研究發現,磁鐵礦等亞鐵磁性礦物以包體形式存在于宿主硅酸鹽礦物內(圖1),并隨著風塵進行長距離搬運,此種賦存形式有利于亞鐵磁性礦物的長期保存,有利于保留磁性礦物的原始信息,該發現為深海風塵磁性組分和非磁性組分共生演化關系提供了關鍵的微觀學基礎。 

1 北太平洋沉積物風塵組分微觀形態。e-h為細顆粒磁鐵礦等亞鐵磁性礦物賦存在宿主硅酸鹽礦物內 

  風塵中含有大量的赤鐵礦和針鐵礦等反鐵磁性礦物,反鐵磁性礦物一般為磁性礦物演化的終產物,化學性質較為穩定,可以長時間保留礦物生成的原始環境信息。反鐵磁性礦物也被廣泛用于大西洋和地中海地區風塵研究,然而在太平洋地區反鐵磁性礦物的關注度較弱。本研究利用光譜學技術,提取了北太平洋沉積物中的反鐵磁性礦物的含量信息,評估了二者的相對含量變化,并提出RelHm+Gt作為新的風塵替代指標,該指標與傳統風塵的變化具有顯著一致性(圖2),相比于傳統風塵提取技術,該方法可以明顯減弱其他干擾組分的影響,并可以獲得高精度風塵演化信息。 

2 風塵新指標。c為基于反鐵磁性礦物相對含量變化的風塵新替代指標RelHm+Gtd為傳統方法提純的風塵信息

  研究成果發表于Journal of Geophysical Research: Solid Earth。(Zhang Q, Liu Q, Li J, et al. An integrated study of the Eeolian dust in pelagic sediments from the North Pacific Ocean based on environmental magnetism, transmission electron microscopy and diffuse reflectance spectroscopy[J]. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 2018DOI10.1002/2017JB014951)(原文鏈接 

 
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