追踪全球海平面变化——IODP313航次介绍

    了解全球海平面变化的历史、原因及其影响,是地球系统科学研究的一个极富挑战性的目标。构造活动相对稳定的新泽西沿海平原和陆架区,是揭开海平面变化的“天然实验室”。

    IODP 313航次由欧洲大洋钻探联盟(European Consortium for Ocean Research Drilling, ECORD)科学执行机构ESO(ECORD Science Operator)负责实施。该航次分为两个阶段完成,第一阶段为海上(offshore)钻探,ESO的特殊平台于2009年4-7月在新泽西陆架浅水区(33.53-35.97米)实施了钻探任务,历时88天,主要取芯目标为渐新世—中新世的沉积岩芯。共在3个站位,9口井,取得612个岩芯,取芯总长度为1311.40 m,取芯率达80.2%。航次的第二阶段为岸上(onshore)科学家聚会,于2009年11-12月在德国布莱梅大学的IODP岩芯库进行。对所取得的岩芯进行了较详细的生物地层学、岩石地层学、古地磁学、岩芯物理性质及测井、孔隙水化学等方面的研究。该航次的两位首席科学家分别为美国Rutgers大学的Gregory Mountain教授和法国Rennes大学的Jean-Noël Proust教授担任。

该航次的主要科学目标有:

    1)提供可以验证的海平面变化记录

回剥技术是被动大陆边缘研究海平面变化幅度的有效方法。该技术是建立在相对精确的年代地层框架、古水深和沉积物孔隙度等参数基础上的。由回剥技术得到的海平面变化组分需要得到其它海区,并与氧同位素得到的海平面变化结果来验证。而由氧同位素得到的海平面变化幅度,需要海平面与海水氧同位素之间的假设校正。回剥技术和氧同位素方法的共同应用,可以为我们提供过去35 Ma以来可以验证的海平面变化模型。

    2)验证硅质碎屑陆架区的沉积模型

    浅水沉积区经常会出现沉积的不整合界面,这些沉积界面是由海平面变化,区域构造运动,抑或是沉积物供应变化所引起?目前仍然说法不一。不同的模型都在试图解释在陆架区观察到的沉积相在时空上的分布形式。不管怎样,控制沉积结构的复杂过程,很难用一个简单的模型去预测所有沉积体系中的沉积相序列。通过IODP313航次的沉积物研究,提供对沉积模型敏感的斜坡带的水深,并以此了解海—陆相互作用的机制。

    在IODP313航次中,本人参加了在布莱梅大学岩芯库的岸上科学家聚会工作,主要对海上取得的岩芯样品进行浮游有孔虫地层学研究。研究结果表明M0027站位最老取得了渐新世-始新世界限附近的沉积物。M0028和M0029站位取得的最老沉积物为早中新世。