海院科研动态(131) | 新仙女木时期风暴增强触发频繁浊流
新仙女木事件(The Younger Dryas, YD)是末次冰消期中最显著的气候突变事件之一,其特征是北大西洋的快速冷却和全球环境剧变,对海洋及大气动力过程具有深远的影响。然而,目前学界对这一时期的气候不稳定状态如何影响深海沉积的细节仍知之甚少。
针对上述科学问题,我院深水沉积过程与资源效应研究团队基于加拿大东部陆缘深海岩芯所提供的高分辨率沉积记录(图1)开展了综合分析,并取得了以下进展和结论:

图1 研究区(纽芬兰大浅滩)主要地形特征及研究岩芯的位置
研究进展与结论
位于峡谷内部的岩芯37中,YD 层以细粒浊流沉积为主,沉积特征包括正粒序砂层、生物扰动改造的波状纹层及均质砂等,均不含冰筏碎屑(图2);位于峡谷外部陆坡的岩芯05则主要受到底流作用的影响, YD层砂含量、地化元素比值的变化趋势和渐变式接触均符合典型双粒序底流沉积特征(图3)。

图2 岩芯37中YD细粒浊流沉积

图3 岩芯05中YD底流沉积
YD期间风暴活动增强是触发浊流的主要机制。风暴驱动的浅水区波浪和海流作用强度可以达到背景平均态的7-10倍,足以在整个大陆架上引发显著的沉积物再悬浮和输运。这一过程可能主导了跨大陆架的沉积物供应,在峡谷头部积累了大量沉积物(图4),为浊流提供了物质来源。

图4 纽芬兰大浅滩区域1982年2月风暴(紫色线)所驱动的海流状态(灰色箭头),
以及小于200米深区域沉积物的总载荷输送速率
底流沉积的记录显示,拉布拉多洋流在YD中期(约12.25–12.1千年前)开始减弱,与海洋变暖、盐度降低的变化同步。但同时,增强的风暴活动在YD中期达到最大频次,并持续到YD结束。这一新记录表明YD中后期海洋环境的调整明显早于大气条件的相关变化。
研究意义
本研究指出YD这一寒冷时期风暴活动的增强与主要依赖短期仪器记录和模型取得的“温度-风暴活动” 认识相矛盾,凸显了重建长期环境变化记录的必要性。此外,针对这类在全球具有重大意义但持续时间较短的千年尺度气候事件,深海沉积物为探寻气候不稳定状态及其级联效应提供了宝贵视角,为评估未来气候变化风险提供重要参考。
文章相关信息
上述研究近期发表于国际地学权威期刊《Global and Planetary Change》,题为“Younger Dryas turbidites indicate increased storminess in the North Atlantic”。我院高雅博士后(第一作者)及苏明教授为主要完成人,论文合作者包括贝德福德海洋研究所Alexandre Normandeau研究员、David Piper教授、南京师范大学杨阳教授和中国地质大学(武汉)解习农教授。
该研究得到了国家自然科学基金、广东省自然科学基金和海洋地质资源湖北省重点实验室开放基金等项目的资助。
原文链接
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0921818125004060

      
