表生地球化学过程与环境变迁-东篱科研大数据发现系统（DRDS）

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表生地球化学过程与环境变迁

项目名称：表生地球化学过程与环境变迁
项目类别：创新研究群体科学基金
批准号：41021002
申请代码：D03
项目来源：国家自然科学基金
研究期限：2011-01-01-2013-12-31

项目负责人：陈骏
负责人职称：教授
依托单位：南京大学
批准年度：2010

中文摘要：

群体未来研究方向为"亚洲风尘产生、搬运和沉积的地球化学过程与环境变迁"。以地球系统科学为理论指导，选择风尘源区（山前盆地和沙漠地区）和风尘沉积区（黄土高原和西北太平洋）为主要研究区域，由风尘"从源到汇"的地球化学过程入手，以元素、同位素地球化学和有机地球化学为主要方法，结合矿物学、年代学、沉积学、古海洋学和气候模拟等多学科交叉手段，揭示在全球变化和高原隆升的背景下，亚洲内陆干旱化、大陆风化作用（构造隆升导致的风化剥蚀）和沙漠（风尘源区）的演化发展，以及这些事件对风尘释放、输送和沉降的影响。建立陆地和海洋风尘沉积的定量/半定量气候代用指标，探讨晚新生代构造到百年尺度亚洲季风变迁规律，尤其是亚洲风尘对气候变化的影响和响应（包括风尘通量对海洋生产力和海洋环境的影响），并为最终理解高原隆升、大陆风化、沙漠演化、风尘输送、风尘沉降与气候变化的内在联系服务，为认识东亚未来环境变化提供科学依据。

中文主题词：亚洲风尘；风尘物源示踪；源区时空演化；地球化学指标；环境变迁

英文摘要：

Asian dust；Dust source tracing；Temporal and spatial evolution；Geochemical indicators；Paleoenvironmental changes

英文主题词： Asian dust；Dust source tracing；Temporal and spatial evolution；Geochemical indicators；Paleoenvironmental changes

结论摘要：

本项目以亚洲风尘系统及其揭示的环境演变为主要研究内容，对我国北方沙漠/沙地、戈壁和青藏高原沙漠、部分河流、黄土高原进行了全面系统的考察和采样，获得了4套北太平洋钻孔岩芯和一套1,100米的卤阳湖钻孔岩芯，运用同位素与元素地球化学、生物有机地球化学、矿物学、沉积学、年代学和古气候学等研究手段，获得了如下创新性认识（1）揭示中国北方沙漠、戈壁、黄土沉积和青藏高原风尘沉积的Nd-Sr同位素、REE和碎屑矿物等分布特征，发现亚洲风尘最终来自青藏高原北缘和中亚造山带物质, 进一步确认了造山过程制造粉砂物质的重要性；（2）通过对北太平洋沉积序列中风尘组分Nd-Sr同位素变化的分析，揭示了青藏高原北部 ~15 Ma以来的抬升过程；（3）发现全新世湿润期中国北方沙地的流动沙丘基本固定成壤、西北地区的沙漠流沙面积有10-20%的收缩，证实在冰期-间冰期旋回风尘物质源区地表有较大的变化，影响着风尘物质的排放量；（4）对黄土高原以外的我国东北地区、东秦岭及其以南的黄土成因、年代和环境变化记录进行了研究，扩展了中国黄土研究内容；（5）从中新世早期 ~22 Ma以来，黄土高原风尘堆积的性质和源区分别在距今 ~7 Ma和 ~1.2 Ma发生了重要的变化，通过对风尘红粘土-黄土序列（原）白云石的深入研究，证实晚中新世-上新世暖湿的季风气候特征，不支持上新世暖期“永久性厄尔尼诺”假说；（6）首次研究了北方沙地有机质碳同位素与植被的(定量-半定量)关系，发现不同区域沙地的C4植被分别受到降水和温度的控制；（7）通过对黄土沉积烷烃单体稳定碳同位素和甘油二烷基甘油四醚类化合物（简称br-GDGT）的研究，重建了更新世黄土高原中/南部的温度变化和植被演替；（8）建立了整合海洋C-Sr-Os同位素记录的长尺度碳循环逆向计算模型，恢复了过去100 Ma年来主要的碳循环通量，提出跷跷板模型把构造驱动气候变化假说和BLAG碳循环模型和谐统一起来；（9）通过古气候数值模拟研究和沉积记录对比，提出盛冰期以来CO2变化驱动地球(北半球)高纬度温度变化、进而通过热带辐合带（ITCZ）移动调控亚洲季风降水的新观点。这些认识和发现深化了对亚洲风尘及其揭示的环境变迁和环境效应的理解，也为进一步深入研究风尘过程和环境效应指明了方向。

成果综合统计