熊尚发-第四纪环境变化机制
第六章 新生代衰落与第四纪全球变化
第三节 冰期间冰期的转换机制
从全球变化记录中可以检测出与地球 轨道参数变化相同的周期,且全球变化 的记录与根据地球轨道参数变化计算的 太阳辐射的峰谷变化存在着对应关系, 这种对应关系说明地球轨道参数变化可 能是第四纪环境周期变化的驱动力,地 球轨道参数的变化导致了冬季和夏季之 间、极地和赤道之间太阳辐射量变化的 对比,从而导致极地冰盖的周期性扩张 与收缩。
冰期
气候变暖
冰盖
大洋
海平面上升
托起搁浅冰盖
冰盖破碎外流
冰盖变薄
内陆冰体受损
陆地高处冰体向外流的增温使冰体融 化,而是靠崩裂的海冰随海流飘走之后由海 水的热量使冰融化; 陆地上冰盖边缘的冰水湖泊中亦如此;
上述现象即冰盖退缩比冰盖扩张迅速的多的 原因之一······ 此为,还有以下因素······
气候变冷与冰雪覆盖的关系
气候变冷导致高纬度地 区冰雪覆盖的积累与扩 展,而陆地冰盖与 海水 的扩展进一步促进了气 候变冷;如右图:
气候变冷 冰雪积累
一、从间冰期到冰期 在从间冰期向冰期的转换过程中,大 量水分从海洋中转移到冰盖中固定下来, 导致全球海平面随着冰盖的强烈扩张而发 生大幅度下降,大洋缩小,海面蒸发减弱, 导致全球降水减少,气候变干,陆地冰盖 因缺水而不会无限制的增大。关系如下图:
冰盖与海冰反馈 大气温室气体的反馈与气溶胶反馈 大洋传输带的变化 火山活动作用
冰期-间冰期之间的转化机制
冰盖与海水反馈 大气温室气体的反馈与气溶胶反馈 大气传输带的变化 火山活动的作用
一、冰盖与海水反馈
北半球冰盖随冰期-间冰期的转换而发生大 幅度的往复进退 表现: 1 冰雪积累、冰盖扩展的过程十分缓慢 2 冰川融化、冰盖退缩的过程十分迅速
第四纪地质与环境研究方法作业
第四纪地质与环境研究方法第四纪是全球气候发生周期性变化、并与人类的生存有着密切关系的地质历史时期。
随着社会的发展和新世纪的即将来临,人口、资源与环境的关系越来越受到政府和平民百姓的关注,走可持续发展道路已经成为人类社会的共识。
国土资源部提出开展“新一轮国土资源大调查”的计划中,对这一方面也提出了新的要求。
我们一是要针对第四纪时期沉积与环境的特点开展这方面的研究工作,二是要针对社会发展需求来攻关。
这一时期的主要地质特点是:1.第四纪冰期与冰川就目前我们掌握的资料看,中新生代岩石圈板块运动和海底扩张成了地球上冰川的分布及相应的气候分区的主导因素。
同时,也有人认为地球及太阳系的周期运动也与地球气圈发生周期性温度变化相关。
据研究认为,第四纪气候冷暖变化具有21ka、41ka和100ka的周期,这一特点反映在沉积物中、生物界里,也反映在地球表面地貌的变迁上。
2.第四纪海平面变化由气候变化为主导因素,在第四纪时期全球海平面发生了周期性的升降变化。
根据对末次冰期的研究,在冰期最盛期,地球上的水有大约5.5%以冰的形式存在,而此时海面最大降幅可达目前海平面以下150余米。
3.新构造运动大陆板块运动和由冰川导致的地壳“水文均衡”在不同地区都有不同的表现,或上升隆起遭受剥蚀、或下降接受沉积。
在中国,青藏高原的隆起,对来自西面的水汽和印度洋的暖湿气团起了强烈的阻障,使我国西北地区降水明显减少,冰川冻土和高寒荒漠以及黄土高原的分布,都由此而来。
4.生物界的演化对气候和环境反映最为明显的陆生动植物,随上述变化也发生了跌宕起伏的演化和迁移,最为壮观的是出现了两条腿走路的高智能的人。
在这方面材料最为丰富的当属植物的孢粉化石,由它我们可以恢复古植被和古环境,重建气候变化旋回。
对环境反映最为迅速的脊椎动物和昆虫化石也是我们研究的重点。
5.人类的作用人类产生以后一直是受制于自然界,伴随人类智慧的增长,现在人已经成了地球的主宰,但是自有人类历史记录以来因人类已经造成或将要造成数以千记甚至上万种物种的绝灭。
第四纪地质与环境复习资料
3.地质年龄测定方法(摘自 PPT) 岩石地层法 包括地层层序、构造期次、沉积纹层、岩溶纹层、火山灰标志层、黑曜岩脱水; 生物法 化石、花粉、树木年轮、珊瑚年轮、氨基酸消旋法、岩石漆法、地衣生长法; 磁性地层学法 磁性倒转(polarity reversals)、极性漂移(polarity excursions)、长期变(secular variation); 考古法 文化古迹、历史文献 放射性同位素年代学 K-Ar,Rr-Sr,U-Th 宇宙成因核素 14C,10Be,26Al,36Cl; 核辐射效应法 裂变径迹定年,光释光,热释光
4.放射性同位素测年基本公式(摘自 PPT) 衰变定理 某同位素在任何时间 t 时的衰变速率与当时体系尚存的原子数 N 成正比。
dN / dt = -N(为衰变常数) 积分得 N= Noe - t(t=0,N=N0) 假定:任一时刻 t 母核产生子核的原子数为 D*,则
洞穴堆积: 岩溶
生物堆积: 泥炭
火山堆积: 火山灰、火山碎屑、熔岩等
物理沉积——泥沙
海相
化学沉积——碳酸盐等 生物沉积——珊瑚、硅藻
黄土是联系欧亚大陆环境和文化的媒介:丝绸之路
艾丁湖盐碱地:新疆,地势低(—154-—156m)
冰石缘:岩石空隙进水、结冰、膨胀,碎裂成碎块(一种冰缘现象,高纬和高山地区常见)。
1、 第四系底界:第四系 /新近系(Q/N)(M/G):
第四纪的下级划分
以往把 Q/N 定在 1.8MaB.P.左右,现在则定在
2.6MaB.P.左右。
中国第四纪冰川研究的回顾与展望
切证据的古冰川遗迹仅铂.陕两太白山、占林与朝鲜接壤的长白山、台湾的雪山和玉山等,而在庐山及
中国东部海拔2 o∞n、眦下的山地在第四纪期间从来没有发生过冰川;2)“泥砾”是“混杂堆积”的一种,
某些疑似的古冰川地形完全nI以用其它非冰川成因F以解释.所谓的冰川沉积多数情况下是季风气候
条件下的占泥石流堆私l;3)中国东部第四纪环境发生过很大变化.第四纪冰期中中国北方多年冻土南 界向南扩展约10。,到达长城~线,中国东部地区年平均温度降低10~12 c.喜冷动物群如猛犸与披
近十多年来关于青藏高原第四纪古冰川的规模 即是否存在大冰盖的问题也争论颇多“1“.应当 说,无论在国内和国外,主流的研究结论多倾向于 否定大冰盖论.笔者等曾在l 991年编制过《青藏高 原第四纪冰川遗迹分布图》…,图上显示在末次冰 期中青藏高原还存在大量湖泊以及作为多年冻土标
志的“冰(砂)楔假型”.并明确表示若干典型地区当 时山谷冰川的分布及末端他置和年代.这些已经有 力地反驳_厂统一大冰盖的存在.规模最大的冰帽出 现在青藏高原东部气候比较湿润的区域.知川西的 稻城海于山等.一般也不过是数干平方千米.黄河 上游有可能存在面积达数万平方千米的小冰盖,但 尚未完全汪实.主张青藏高原第四纪发育大冰盖的 学者一个根本的错误在于忽视了高原上占令雪线的 分布均为同心圆式的穹隆状.即冰期中高原边缘IIi 地因气候相对湿润而雪线卜+降值大,但高原内部则 因气候干燥而雪线下降值很小.冰川不能作大规模 的扩张.新的研究表明.高原内部如普若岗日等现 代冰川外围.末次冰期的终碛足紧靠现在冰川边沿 的,统一的大冰盖根本无从谈起.
当我们回顾往事力求记取教训时.发现过去之 所以走弯路一是在成因分析中过分依靠单一的证 据,比如擦痕就曾被认为是冰川作用的“铁证”.其 实擦痕也是多成因的.而冰川擦痕则有着独特的特 征.过去重视不足;“泥砾”是“混杂堆积”的一种. 也并非冰碛的专属特征.另",成围的确认必须力 求与环境证据相统一.不能彼此矛盾.如上所述, 第四纪冰期中许多喜暖动植物能躲过浩劫.而且多 种证据指示气候干旱而古雪线下降值较小,因此低 纬低山要发育冰川是4i可能的.当然,所有的研究 和分析必须本着“实事求是”即客观和现实主义的原 则.既然古冰川遗迹是古冰川活动的产物.不研究 现代冰川的物理性质、运动规律及其蚀积效应,单 凭空想臆断必然会导致指鹿为马的闹剧.近年有人 把张北高原风蚀坑以及把广东的水蚀穴一概视为冰 川遗迹,仍然是走的这条老路.总之.在中国第四 纪古冰川研究中,反映了一部分人在认识论上存在 的片面性和主观性.当然也说明中国第四纪冰川研 究水平尚有待提高.
第四纪早期:更新世
第四纪早期:更新世更新世亦称洪积世(从2,588,000年前到11,700年前),地质时代第四纪的早期。
这一时期绝大多数动、植物属种与现代物种相似。
显著特征为气候变冷、有冰期与间冰期的明显交替。
此时,欧洲发生过五大冰期:多脑冰期、群智冰期、民德冰期、里斯冰期和玉木冰期。
人类也在这一时期出现。
更新世的生物群(Biota) 都非常接近现代的形态——许多“属”一级的生物,甚至包括裸子植物、被子植物、昆虫、软体动物、鸟类、哺乳动物和其他生存到今天的生物,已经在此时出现。
地质年代名称,更新世亦称洪积世,英国地质学家莱伊尔1839年创用,1846年福布斯又把更新世称为冰川世。
更新世是冰川作用活跃的时期,开始于 1 806 000年(±5000年)前,结束于11 550年前,是构成地球历史的第四纪冰川的两个世中较长的第一个世。
在此期间发生了一系列冰川期和间冰川期气候回旋。
地层中所含生物化石,绝大部分属于现有种类。
更新世中期是全球气候和环境变化的一个重要时期,当时气候周期转型,全球冰量增加,海平面下降,哺乳动物迁徙或灭绝。
气候更新世是地球上气候发生剧烈变化的时代。
北半球的高、中纬度地区以及低纬度地区的一些高山,在这时期出现过大规模的冰川活动。
冰川的前进和退缩,形成了寒冷的冰期和温暖的间冰期的多次交替,并导致海平面的大幅度升降、气候带的转移和动荡、植物的迁徙或绝灭。
这些事件对早期人类文化的发展产生过巨大的影响。
因此,许多学者主张采用冰期序列作为更新世分期的主要标准。
欧洲的冰川研究基础较好,19世纪已在欧洲形成多冰期的概念。
1877年英国学者盖克(G.Geikie)在东英吉利(East Anglia)发现四次冰川作用。
1909年德国地貌学家彭克(A.Penck)和布吕克纳(E.Brunckner)根据阿尔卑斯山北坡冰碛地层和相应的阶地地貌,建立了以多瑙河的支流命名,在阿尔卑斯山建立了由老到新的贡兹(Günz)、民德(Mindel)、里斯(Riss)、武木(Würm)等4个冰期。
论述第四纪中国新构造运动及气候对生物分布的影响
论述第四纪中国新构造运动及气候对生物分布的影响摘要:新构造运动和第四纪均属于离人类出现最近的地质时期,其对人类的生存环境及分布都产生了重大的影响。
新构造运动的直接地貌标志即新构造地貌,它是新构造运动直接作用的结果。
本文将分别阐述新构造运动及第四纪气候变化对生物特征与分布的影响。
关键字:新构造运动、第四纪气候、地貌、生物特征及分布特点新构造运动是第三纪以来所发生的地壳构造运动;新老构造运动并没有本质的差别,但新构造运动具有许多不同于老三纪以前构造运动的特点,如:新构造运动的结果可由现代地形及各种现代外力作用的地质现象不同程度的表现出来[1]。
1、新构造运动的特征与主要类型自新第三纪以来中国的新构造运动存在着明显的间歇性特点,即强烈的活动时期与相对宁静的时期交替出现。
主要表现为:(1)地貌发育的阶段性由于新构造运动的强烈与相对宁静的震荡性交替,从而形成了一系列的多旋回地貌、如多层夷平面、多级洪湖台地、多级河流阶地、多层溶洞等。
(2)第四纪沉积的间断与韵律性沉积物的韵律性主要表现在粒度和成因类型的有规律更替两个方面。
沉积物由下往上粗→细的变化,粗粒沉积反映新构造上升引起地形的切割和起伏增大,细粒沉积则与随之而来的地壳相对宁静阶段地形的夷平阶段一致。
(3)断层的间歇性活动大量活动断层呈现活动→平静→再活动的历史,是新构造断裂活动的普遍规律。
如我国贺兰山东麓山前断裂,全新世以来曾发生过四次快速错动事件(4)地震活动的韵律性我国历史地震和世界上其他地区的本世纪地震活动都呈现明显的韵律性。
自1897-1980年来我国曾出现过四个地震活跃幕,即1897-1912年、1920-1937年、1946-1957年、和1960-1980年。
(5)火山活动的多期性我国东部新生代活动火山自始新世以来,可划分为三期,分别为早第三纪、晚第三纪和第四纪火山活动。
其中晚第三纪是中国东部火山活动的高潮期,第四纪火山活动则是新生代火山活动的尾声阶段[2]。
第四纪冰川活动与全球气候变化的关系研究
第四纪冰川活动与全球气候变化的关系研究第四纪冰川活动与全球气候变化的关系研究摘要:在过去的几个世纪中,气候变化成为了全球社会的热门话题。
本文将探讨第四纪冰川活动与全球气候变化之间的关系。
第四纪冰川活动主要是指在上一个冰川时期以及冰川间冰期期间,地球上冰川的动态变化。
全球气候变化是指地球的气候系统发生变化,导致全球气候模式发生改变。
本文将首先介绍第四纪冰川活动的背景,然后探讨全球气候变化的原因和影响,最后研究第四纪冰川活动与全球气候变化之间的关系。
第一部分:第四纪冰川活动的背景第四纪是地质年代中的一个时期,从约200万年前开始,直到现在。
在这个时期,地球经历了多次冰川时期和冰川间冰期的交替。
冰川时期是地球表面冰川不断扩张的时期,而冰川间冰期是冰川退缩的时期。
第四纪冰川活动的特点是冰川的动态变化,包括冰川的形成、扩张和消退。
冰川在第四纪的活动对地球的地貌发展、水文循环和气候变化有重要影响。
第二部分:全球气候变化的原因和影响全球气候变化是指地球的气候系统发生变化,导致全球气候模式发生改变。
全球气候变化的原因有很多,其中最主要的原因是人类活动导致的温室气体排放。
温室气体包括二氧化碳、甲烷和氧化亚氮等。
这些气体的增加导致地球大气层中的温室效应增强,从而导致地球表面温度升高。
全球气候变化对地球的生态系统和人类社会有广泛的影响,包括海平面上升、极端天气事件增多、生态系统破坏等。
第三部分:第四纪冰川活动与全球气候变化的关系第四纪冰川活动与全球气候变化之间存在密切的关系。
冰川的扩张和消退主要受全球气候变化的影响。
在冰川时期,全球气候变冷,大气中的水汽凝结为冰川,导致冰川的扩张。
而在冰川间冰期,全球气候变暖,冰川开始退缩。
冰川的扩张和消退对全球气候模式和水文循环有重要影响。
冰川的扩张可以反射太阳辐射,减少地球表面的能量吸收,从而导致全球气候变冷。
而冰川的消退则会导致水源减少,对水文循环产生影响。
第四部分:研究方法和案例分析为了研究第四纪冰川活动与全球气候变化之间的关系,科学家采用了各种方法和技术。
九江网纹红土中粘土矿物过渡相的矿物学特征及成因
敏感 , 因此 , 风化成 土时期 的气候 环境 信息很 好地记 录在粘
土矿物组 分中[ , 2 然而 ,以往有关 网纹 红土 的研究多侧 重土 ] 壤微 观形 态、母质 矿物 学及地 球化 学特 征等方 面L ] 】 ,对 “
征进行了全面分析 ,认 为其 形成 与蒙脱 石或 者蛭石有 关[ ; 7 ]
引 言
网纹红土作为中国南方典 型的陆相堆积物 , 形成于 0 8 .5
~
徐风琳等对南方地 区酸性土壤中粘土矿物过渡相的分布及鉴
定特征进行了深入研究[ ; 8 黄丽等发现 中南地 区土壤 中发育 粘土矿物过渡相 , 通过深入研究认为该粘 土矿 物过渡相在适 宜条件下可 以转变为蛭石 。 ] 这些研究均表 明长江 中下游地 区网纹红土 中过渡相的存在 , 但大多采用 X射线粉晶衍 射以
面 网纹红土 中粘土矿物过渡相的矿物学特征及 成因 。
积以及同时进行的风化 改造 ,其风化母 质 主要 为伊利石 、绿 泥石 等[ 。风成加积的特殊风化环境往 往导致伊 利石 、绿泥 5 ] 石的不完 全 转 化 ,从 而形 成 红 土地 层 中 的粘 土 矿 物 过 渡 相[ 。章 明奎在对浙江之江组网纹红土的研究 中报 道了粘土 6 ]
九 江 网纹 红 土 中粘 土矿 物过 渡相 的矿 物学 特征 及 成 因
殷 科 ,洪汉烈¨ , 李荣彪 韩 文 吴 钰。 高文鹏 一, , , ,贾锦 生
l _中国地质大学( 武汉) 地球科 学学 院,湖北 武汉 2 .凯里学院旅游学院 ,贵州 凯里 4 .浙 江省第三地质大 队, 浙江 金华 5 60 5 00 4 0 7 304
降低 或者消失 , 表明样品中含有高岭 石。经 甲酰胺溶 液饱和 后 ,0 7 i . 2n n衍射峰减弱 ,而 10r . i 射峰强度 相对增加 , m衍 与印尼爪 哇岛土壤 中埃洛石特征一致[] “ 。与此 同时 ,高岭石
对青藏高原末次冰盛期降温值_平衡线下降值与模拟结果的讨论
第22卷 第4期2002年7月 第 四 纪 研 究QUATERNARY SCIENCES Vol .22,No .4July ,2002对青藏高原末次冰盛期降温值、平衡线下降值与模拟结果的讨论3施 雅 风(中国科学院寒区旱区环境与工程研究所,兰州 730000)摘要 1999年5期《第四纪研究》刊登的“青藏高原冰期环境与冰期全球降温”论文,内容丰富,提出了许多重大问题和新鲜讯息,发人深思。
本文就部分内容进行讨论,认为根据新近若干冰期降温值较大的信息,就得出冰期降温幅度为过去认识的两倍的普遍性推断,还为时过早。
青藏高原新近研究表明夏季降温值是较小的;冰川平衡线高度取决于以夏季温度为标志所提供的消融热量与全年降雪积累量的平衡,单纯就降温值,不能决定平衡线下降值;全球各地气候、地形差别很大,冰期变化也很悬殊,不存在全球均一的1000m 左右平衡线下降值,干旱区的下降值多低于此数。
青藏高原末次冰盛期(LGM )冰川堆积(终碛、侧碛)和侵蚀形态(冰斗、槽谷)一般保存良好、形态鲜明,较易识别,近年已获取测年资料,证明过去地貌法判别的LGM 冰川规模,并以此决定的LGM 平衡线位置基本恰当,当然也有误判者。
从20世纪20年代起,研究者逐渐认识高原内部主要是中西部LGM 平衡线下降值较小,经过多次改进的LGM 平衡线高度分布图显示约有1/3左右地区,平衡线下降值不足300m,实为世所罕见。
其原因可能主要在高原西北部是全球惟一高海拔寒旱核心区域,为极大陆型或极地型冰川分布区,以现代西昆仑山崇测冰川、古里雅冰帽为例,平衡线高度接近6000m,夏季温度低至-2°~-3℃,年消融量除蒸发损失外折合水层厚仅200mm 左右,年积累量为250mm 左右;冰川运动缓慢以塑性变形为主,流动不远,冰期降水有所减少,平均降温即使达到9℃高值,但都处于负温区,增加了冰川冷储,对降低平衡线的作用微弱。
因此,平衡线下降值很小而冰川运动以变形为主特点,严格限制了冰川范围的扩大。
全球变化课件06新生代衰落与第四纪
第四纪的形成原因
地球自转轴倾角变化
板块运动
由于地球自转轴的周期性摆动,导致 第四纪冰川的形成和消融。
板块运动导致地表地形和气候带的变 化,进而影响第四纪的气候和环境。
大气成分变化
大气中温室气体浓度的变化对第四纪 气候变化产生重要影响。
第四纪的重大事件
01
02
03
冰川的形成与消融
第四纪经历了多次冰川期 和间冰期,对地球环境和 生物种群分布产生了深远 影响。
新生代衰落对第四纪的影响
生物多样性的重塑
新生代衰落导致了大量物种的灭绝,为新物种的出现和繁衍创造了机会。这一 过程对第四纪的生物多样性产生了深远的影响,重塑了地球的生态系统。
气候和环境的演变
新生代衰落引发了大规模的气候和环境变化,这些变化在第四纪得以延续并产 生深远的影响。例如,冰河时期的发生与新生代衰落后的气候模式密切相关。
更加注重可持续发展。
科技创新
02
为应对气候和环境变化,需要更多的科技创新来改善和保护环
境。
国际合作与政策制定
03
全球性的气候和环境问题需要国际社会共同应对,加强国际合
作与政策制定至关重要。
感谢观看
THANKS
生物多样性的变化
新生代衰落和第四纪都见证了生物多样性的显著变化。新生代衰落导致了大量物种的灭绝 ,而第四纪则见证了新物种的出现和适应新环境的能力。
气候和环境的演变
新生代衰落和第四纪都与气候和环境的重大变化相关联。新生代衰落导致了大规模的气候 波动和环境变化,而第四纪则稳定了地球的气候系统,为现代环境的形成奠定了基础。
生物灭绝
新生代衰落期间发生了多次生物灭绝事件,其中最著名的白垩纪-第三 纪灭绝事件导致了恐龙等许多物种的消失。这些灭绝事件可能与气候变 化和板块运动等地质事件有关。
历史时期长江三峡地区森林植被分布的演变研究
历史地理第十六辑历史时期长江三峡地区森林植被分布的演变研究蓝勇杨伟兵我国历史时期的植被主要是指第四纪冰川期后孑遗的植被系统,它们是我国现代植被的主要历史渊源。
在第四纪的最末一次冰期后即距今六七千年,当时的我国天然植被主要从东南向西北大致形成了森林、草原和荒漠三个地带,长江三峡地区正处于森林地带,这种植被分布状况基本延续至今。
因此,长江三峡自冰期后的陆地植被系统是以森林植被为主体的。
分析和研究三峡地区历史时期的森林状况,探索其演变的规律和特点,将大大有助于我们认识长江三峡陆地生态系统的分布变迁情况。
一、现代植被的起源及分布从地理学角度来看,三峡地区正当渝陕鄂黔交界地带,北以神农架、大巴山与陕西分界,南以大娄山与贵州相邻,巫山山脉南北纵贯,长江自西向东穿切,形成众多峡谷,第四纪冰川正由于长江三峡独特的高山峡谷地形,没能对生长在峡谷内的古植物群造成较大损害,致使冰期后一些川滇古陆的古植物物种得以保存下来,并且一度分化和扩散。
据有关研究表明,孑遗植物中三峡地区保留有裸子植物银杉(cathaya argyrophylla)水杉(metasequoia glyptostroboides)、金钱松(pseudolarix)等,被子植物有连香树(cer-cidiphyllum japonicam)、青钱柳(cyelocarya paliurus)^琪桐(davidia involucrata)、金钱械(dipteronia sinensis)、杜仲(eucommia ul-moides)、水青树(tetracentron sinense)、鹅掌楸(1i riodendron chinense)等①。
根据涪陵焦石坝、万县盐井沟及重庆歌乐山考古资料显示,更新世中期长江三峡地区生活有剑齿象、大熊猫等动物群,这同样表明三峡地区遭受第四纪冰川的损害较小,气候温暖湿润,有利于第三纪古生物的保存和生长。
这样,第三纪古热带和温热带植物群的衍生便形成了现代长江三峡地区常绿阔叶林区②。
第四纪海洋生态系统对海水肥沃化(海水富化)的响应:综述及进展
7 5 —
学研 究 中心 ;5 德 国基 尔大 学海 洋地球 科 学研 究 中心 ;6 荷 兰阿 . . 姆斯 特丹 自由大 学 ;7 法国 罗斯 科 夫生物研 究 所) .
在 MR E F研究项 目巾 ,欧洲 的科 学家 团队 正在研究 海 洋生产 力对第 四纪 海水 肥 沃化 的响应 。我们选 择 r 中海 盆地 作 为研 究对 象 ,该 盆地 沉积 物 以具 有 多个腐 殖层序 列 为 地 特点 ,这 表 叫该海 区经历 了周期 性 的缺 氧和 肥 沃化 过 程 。腐 殖层 每 隔 2kr 3y s出现一 次 , 农 叫其驱 动机制 主要 是受 季风 的岁差周 期调 节 。 由于在海洋 表层 生态 系统 中的生 态变化 及 营养物质 流通 机制 受限程 度很 低 ,这 使得 我们很 难 根据 以前 的缺氧事 件来 预测 现在气 候变 化和 海水 富化作 用会 不会 吲样导致 新 一轮 的缺 氧 事件 。我们 的研究 主要 集 中在 三个 代 表问 冰期 的时问段 ( 全新廿 、氧 同位素 地 层 Ml 早 上 S 和 Emi e a n问冰 期 、MS .)和 冰 I55
Sb s a ee 、La ui el t 、InPoe{、JegnMt is eat nM i 5 i A l h ra 6 a rbr i r a iy u re i uz b
(. 1 西班牙巴塞罗那 自治大学;2 德 国汉堡大学生物地球化学与 . 海洋化学研 究所 ;3 西班牙奥维耶多大学地质 系;4 法国国家科 . .
物 样 品。
陆红锋 译 自 “ 3 第 3届 国际地质 大 会 ( 斯 陆)论 文摘 要 ” 奥
陈 肥沃化 ( 水富化 )的响应 :综述及进 展 海
P tii v r 、 Ka arza Zie i y Emes 、 He t e tl 、 I a fr4 i ah rS 01 mc Be uo t
我国第四纪以来的环境变迁
– 按照水土流失面积占国土面积的比例及流失强度综合 判定,中国现有严重水土流失县646个。其中,长江流 域265个、黄河流域225个、松辽流域44个、海河流域 71个、淮河流域24个、珠江流域17个。从省级行政区 看,四川、山西、甘肃、内蒙、陕西五省区占到全国 总数的50%以上。 – 三是流失成因复杂,区域差异明显。中国东北黑土区、 北方土石山区、黄土高原区、长江上游及西南诸河区、 北方农牧交错区、西南岩溶石漠化区、南方红壤区等 各区域的自然和经济社会发展状况差异较大,水土流 失的主要成因、产生的危害、治理的重点各有不同。
经专家研究测算,按现在的流失速度, 50年后东北黑土区1400万亩耕地的黑土层 将流失掉,粮食产量将降低40%左右,35 年后西南岩溶区石漠化面积将翻一番,届 时有将近1亿人失去赖以生存和发展的基础。 专家以2000年的数据分析认为,水土流失 给国家带来的经济损失至少在2000亿元以 上,相当于当年全国GDP的2.25%。
• 生态是指生物(原核生物、原生生物、动物、真菌、植物 五大类)之间和生物与周围环境之间的相互联系、相互作 用。 • 当代环境概念泛指地理环境,是围绕人类的自然现象总体, 可分为自然环境、经济环境和社会文化环境。当代环境科 学是研究环境及其与人类的相互关系的综合性科学。 • 生态与环境虽然是两个相对独立的概念,但两者又紧密联 系、“水乳交融”、相互交织,因而出现了“生态环境” 这个新概念。它是指生物及其生存繁衍的各种自然因素、 条件的总和,是一个大系统,是由生态系统和环境系统中 的各个“元素”共同组成。
四、黄土堆积
• 黄土的堆积可以反映自然地理环境的变化, 在连续沉积的黄土层内,包含着丰富的第 四纪环境演变的信息。我国的黄土堆积以 黄土高原最为典型。
• 我国第四纪各个时期堆积的黄土,分布面 积从早更新世到晚更新世不断扩大,表明 我国北方自然环境发展的总趋势是由湿润 变为干冷。黄土中有许多古土壤层,黄土 层,是寒冷干燥的环境;土壤层,温暖湿 润的环境。表明第四纪气候沉积黄土时, 有明显冷暖的波动。
冰期-间冰期旋回
冰期-间冰期旋回
王绍武
【期刊名称】《气候变化研究进展》
【年(卷),期】2008(4)1
【摘要】第四纪(2.5MaBP)气候的一个重要特征就是冰期-间冰期旋回。
目前我们正处于间冰期中,气候温暖。
这个间冰期地质学家称为全新世,是从
11.5kaBP开始的,至今已延续了1万年以上。
而在此之前是距我们最近的一次冰期,称为末次冰期。
末次冰期冰盛期(LGM)出现于21kaBP。
那时的全球平均温度比现代(指工业化前)低4~7℃,个别地区低10℃以上,例如南极可能低10℃,格陵兰低21℃。
【总页数】2页(P61-62)
【作者】王绍武
【作者单位】北京大学物理学院大气科学系,北京,100871;中国气象局气候研究开放实验室,北京,100081
【正文语种】中文
【中图分类】P534.63
【相关文献】
1.南海北部海水氧同位素剩余值在冰期-间冰期气候旋回中的变化及其古气候意义[J], 贾国东;谢宏琴
2.末次间冰期-冰期旋回黄土环境敏感粒度组分的提取及意义 [J], 徐树建;潘保田;
高红山;王均平;管清玉;胡春生
3.冰期—间冰期气候旋回中古火灾的变化规律及其控制因子 [J], 刘恋
4.冰芯记录中末次间冰期-冰期旋回气候突变事件的研究进展 [J], 王有清;姚檀栋
5.两个冰期-间冰期旋回的黄土记录及其古气候意义 [J], 熊尚发;刘东生;丁仲礼因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
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Climatic proxy
100kyr 周期成因的解释
Broecker: 海洋-大气系统重组,淡水注入,海洋盐 度分布,NADW Imbrie: 100kyr周期产生于气候系统内部的非线性 响应机制,与北半球大陆冰盖产生的气候 惰性有关 Shackleton: 在100kyr周期上,CO2变化早于冰量变 化,说明100kyr周期并非起源于冰盖动力 学变化,而可能与全球碳循环变化导致的 大气CO2浓度变化有关 Muller & MacDonald: 轨道面倾角(orbital inclination) (引发的宇宙尘变化 Interplanetary dust) 与冰期旋回有关 Clark: 冰盖下覆的地基不稳定性导致冰盖周期性 坍塌 Raymo, Paillard: 太阳辐射的阈值引发冰期循环
驱动和记录的对比:第四纪冰期旋回理论的一块基石
最大的问题-100kyr周期问题
Termination I
Termination II
明显的100kyr周期
Termination III
Termination IV
S1 S2 S3
黄土记录的100kyr周期
S4
S5
Stratigraphic interpretation
第四纪气候变化机制问题: The 100kyr problem The “Stage-11 problem” The causality problem The transition problem (1Ma) The 41kyr problem The sudden termination problem
第四纪气候变化机制
中国科学院地质与地球物理研究所
熊尚发
第四纪气候变化过程与机制
-构造尺度 -轨道尺度 -亚轨道尺度 第四纪气候变化研究中的几个难题 -冰期旋回机制,Milankovitch理论 -气候突变与快速气候变化机制 -南北半球气候变化耦合机制 -冰期热带降温幅度问题
气候变化信息从哪里来-- 记录-Climatic Proxies
Precession (春分点进动)--These are two components of procession: that relating to the elliptical orbit of the Earth, and that related to its axis of rotation. Time of perihelion, Earth-Sun distance in June. 23kyr, 19kyr.
Obliquity (轨道倾角)--The tilt of the Earth’s axis of rotation with respect to the plane of its orbit (the plane of the ecliptic) varies between 21.8o and 24.4o over a period of 41kyr. The greater the angle of tilt, the greater the difference between summer and winter.
-History:
冰 期 旋 回 理 论 的 简 史
Agassiz (1838)was among the first to recognize that glaciation was the most natural explanation for the erratic boulders, moraines, and deeply scratched bedrocks that could be found in many places in the Alps, Scotland, and North America. Croll (1875) elaborated the first astronomical theory of paleoclimate. Croll hypothesized that precessional forcing, though only seasonal, might be crucial and that winter insolation might be critical. Interest in an astronomical theory of glacial cycles was renewed with the work of ankovitch between 1920 and 1941, in which he computed the solar radiation at the top of the atmosphere for different latitudes, taking into account the changes in eccentricity, precession, and tilt of the Earth. In contrast to Croll ’s theory, Milankovitch argued that the summer season was critical. Colder summers enable the persistence throughout the year of snowfields in some high latitude regions, leading to a net accumulation of ice and to the building of ice sheets. The first continuous records of the ice ages from marine sediment cores came in the 1950s (Arrhé nius, 1952; Ericson et al., 1956), and Emiliani (1955) provided the first record of the isotopic composition of fossil shells of foraminifers in these cores. For the first time, cyclicity was demonstrated, and Emiliani assigned each individual cycle a “marine isotopic stage number”. Shackleton (1967) and Duplessy et al. (1970) suggested that most of Emiliani ’s signal was caused by ice volume changes, not by temperature changes. With the study of foraminiferal assemblages in marine sediment cores, Imbrie and Kipp (1971) could confirm these results and provide quantitative estimates of the glacial-interglacial temperature changes. Dating methods based on the radioisotopes of uranium, thorium, and potassium were also developed at this time. When applied to fossil coral reefs (Broecker, 1966; Broecker et al., 1968), as well as to magnetic reversals (Cox et al., 1963, 1964), a cyclicity of 100 kyr was clearly demonstrated (Broecker and van Donk, 1970; Hays et al., 1969; Kukla, 1975). However, the Milankovitch theory stated that the main cycles should be at 23 and 41 kyr. Careful spectral analysis of marine sediment cores led to the clear confirmation of the astronomical theory. Indeed, besides the 100kyr cycle, three other cycles could be identified: 41, 23, and 19 kyr (Hays et al., 1976). Ice age cycles are therefore undoubtedly linked in some fashion to Earth’s orbital variations. (2002/4/26)
Marine diment
Tree ring Pollen
Ice Core
Terrestrial record and Geomorphology
Coral reef
长记录-跨越第四纪
多个冰期-间冰期旋回的气候记录
Age (ka)
10 20 30 40 50 60 70 80 90
末次冰期(Last Glacial Period) 的气候记录
存第 在四 冰纪 期气 -候 间变 冰化 期的 的最 转大 换特 征 是
大冰盖的消退
16,000,000km2
ICE SHEET
Eccentricity (偏心率)---
轨 道 参 数 及 其 谱 分 布
The shape of the Earth’s orbit changes from near circular to an ellipse over a period of about 95kyr with a longer cycle of change of about 400kyr. Changes in eccentricity cause only a 0.03% variation in total annual insolation, but they have significant seasonal effect.