塔希提海平面变化——IODP310航次简介

    IODP310航次的实施分为两个阶段,第1阶段为海上钻探,在2005年10-11月间由一艘具动力定位的船所钻探,在水深41.65-117.54米之间的水域共钻探22个站位37口井(表1),其中10口井进行了连续的地球物理测井。第2阶段是在2006年2-3月在布莱梅大学IODP岩芯库进行的岸上科学家聚会。310航次的钻探海域为法属玻利尼西亚的塔希提海,是欧洲特定任务平台(Mission-Specific Platform)实施的第二个航次,由欧洲大洋钻探联盟(European Consortium for Ocean Research Drilling, ECORD)的科学执行机构ESO(ECORD Science Operator)主持。航次的首席科学由法国国家科学研究中心的Gilbert Camoin教授和日本东北大学地质和古生物研究所的Yasufumi Iryu博士担任。

    末次冰消期的发生时间和过程被认为是研究大冰盖动力学及其对地壳均衡假说影响的重要组成部分。大冰盖的消融与注入大洋中淡水的巨大变化关系密切,它破坏了大洋中的温盐环流从而导致全球气候的变化。珊瑚礁是非常良好的海平面变化指标,其准确定年可以明确冰消期事件的年龄,从而很好地理解驱动冰期——间冰期旋回的机制。此外,珊瑚礁还可以监测和记录海水表层温度的变化。塔希提海域具有发育良好的珊瑚礁,因此IODP310航次选择这里作为钻探区域,该航次的主要科学目标是:

    1)建立塔希提海域冰后期海平面变化曲线,为了建立冰消期海平面变化曲线,需要了解MWP-1A事件的时间和幅度,计算LGM的最大海平面下降来检验关于末次冰消期的各种假说,包括锯齿状的海平面升降,以及各种基于不同冰量和流变学模式的预测。重建海平面变化曲线的关键取决于对珊瑚礁的精确TIMS测年和14C测年,以及从生物群落分析中获得的古水深信息。

    2)获得该海域20-10 ka期间的海水表层温度变化,这些信息可以帮助我们更好地了解南太平洋地区海水表层温度的区域性变化,气候变化以及识别ENSO等特殊气候现象以及南、北半球冰后期气候变化的相对时间。主要方法有高分辨率的氧同位素和微量元素分析等。

    3)分析海平面变化对珊瑚礁的生长及其几何形态的影响。为了完成这个目标,需要分析冰期溶水和前坡地形和沉积学演化对珊瑚生长的影响。此外,将对珊瑚礁的生长进行数值模拟,并对珊瑚礁生长期间的环境变化进行分析。

    在310航次科学家岸上聚会期间,对第1阶段钻探期间获得的冰后期珊瑚礁进行了岩芯描述、物理参数测量以及岩芯采样。针对该航次的科学目标,在航次后的实验室研究中将进行地球化学、古地磁的分析以及详细的岩石学和生物学的研究。目前实验室工作正在展开,相信能够很好地完成既定的科学目标。