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百日百篇-007 NC-EOT事件的高精度陆相约束

已有 765 次阅读 2020-11-30 11:37 |个人分类:百日百篇|系统分类:论文交流

总感觉自己比以前懒了不少,尤其是在笔记整理和定期的回顾上面,最近找借口太多了,认真把手头活做完更加要紧。

今天po的是月初地环所安先生大团队的一篇NC,《Orbital climate variability on the northeastern Tibetan Plateau across the Eocene–Oligocene transition》,地环所素有兰州、西宁盆地的传统,而这一篇似乎也想将这两个盆地的EOT研究做出一个结论。

发现写作上大部分转述可能不是那么有效,总结和概括或许会更好一点。



科学问题与主要内容:

关于渐新世一些大的问题,在前几日的文章中已经简述过了,这篇文章着重关注的是EOT,这一新生代以来最显著的变冷事件。

目前对于事件的研究趋于精细化,如PETM的几个转热阶段、OMT的碳氧解耦,还有EOT的两阶段变冷。我们平时所说的EOT事件,实际上是两个变冷事件综合起来的一段时间,包括了:EOT-1(34.1-33.9Ma),Oi-1(33.8-33.6Ma)。那么对于EOT期间的变冷过程研究,就离不开对这两个小变冷事件年代的精确厘定,及其变冷效应的研究。

问题还是和以前一样,由于整个渐新世期间缺乏高分辨率的地质记录,导致很难对起短期变冷事件准确约束,并难以对其气候效应进行海陆空间对比。因此,这篇文章的一大亮点就是,建立了兰州盆地高分辨率的古地磁年代框架,并与西宁盆地建立起地层对比,时间分辨率约在2-4ka,足以对EOT事件进行精细研究。

在建立了高精度古地磁年代框架基础上,作者以磁化率为主,结合CIA、K/Al等指标,恢复了EOT-1和Oi-1两次冷事件的影响效应,并对对其进行轨道参数分析,识别出了天文强迫因素的转型:由400、100ka的偏心率周期,变为偏心率、斜率、岁差叠加的复合型周期,暗示着南极冰盖形成对应的高纬日照量影响。


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兰州盆地、西宁盆地高分辨率的磁性地层学对比


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磁化率、SIRM、DIRM、CIA等指标共同指出Oi-1的气候效应要显著强于EOT-1


关于指标对比方面,真正高分辨率且有指示意义的是磁化率,文章中用磁化率和降水关系做文章:降水越强,磁性矿物越少。

对比EOT-1和Oi-1期间各记录的变化情况,这里认为相比于EOT-1,Oi-1期间东北缘地区(兰州、西宁)水文气候模式改变幅度更加剧烈,变冷的基础上降水减弱,导致干旱程度加剧。

Oi-1比EOT-1更显著的气候作用,在岩相、深海氧同位素、大气二氧化碳等指标中也可以观察到。目前认为,EOT-1对应南极冰盖的初步形成,而Oi-1标志着冰盖快速扩大的异常变冷。

   

更重要的是,在2-4ka的磁化率记录中,识别出了轨道周期的变化。从400ka、100ka偏心率周期主导的气候阶段,在33.7Ma后叠加上了40ka斜率周期、20ka岁差周期,及1.2Ma的调制周期。这种变化同样见于太平洋钻孔氧同位素、茂名盆地等高分辨率记录中,说明这种变化不仅是区域性的,而是对南极冰盖形成的响应。同时,斜率周期的出现,也说明南极高纬冰盖形成并对日照量的响应,并对全球热量调配的重要作用。

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对兰州、太平洋钻孔中记录的谱分析结果


几点想法与感受:

文章的创新点主要是两个,一个是高分辨率的兰州盆地磁性地层学记录,另一个是Oi-1前后的轨道周期变化。

但是,兰州、西宁盆地以及其他的东北缘做了这么多年,那么多套的磁性地层序列,这套地层对比方案真正好在哪里,还需要进一步琢磨。没做过磁性地层学,未来有可能被扔去自己搞一条剖面,真心有点害怕...

轨道参数中的斜率好解释,但是岁差记录并没有给出合理的解释。在中新世以来的研究中,一般将识别出岁差周期看作低纬驱动的标志,那这里的岁差记录,或者说短期的岁差周期又指示了什么呢?能说南亚季风的形成吗?还是像文章里解释水汽变化那样,用亚洲季风来含糊过去。

陆相做了这么多,还缺乏对陆地温度记录的恢复。这点很重要,不管是EOT-1还是Oi-1,变冷之后的气候变化更值得注意。是快速转暖,还是相对变暖并长期保持低温,以及他们与晚始新世之间的温度对比。

陆相记录中的温度恢复手段有限,高度蒸发条件下多少手段还能继续使用,需要进一步考虑。

最后,读完这篇文章去官网下了commet和SM来读,着实被吓了一条。comment洋洋洒洒写了58页,与几个审稿人针锋相对,唇枪舌剑,很多审稿人指出问题的时候真的很不客气,拒绝的态度也很直接。而SM的30页20幅图,也是目前看到最长的一个附加材料了。说实话,高分辨了年代和轨道周期变化虽然噱头足够,但是内容可能还不够。所以,内容不够,回复来凑,隔着屏幕都感受到这种窒息。这篇文章得以发表真是太不容易了。



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