热带海洋对气候系统的变化起着关键作用,因此利用珊瑚元素温度代表物和氧同位素信息重建海水表面温度和海水盐度的历史记录,揭示热带海洋的气候变化规律是当前的重要研究课题。南海位于太平洋和印度洋之间的气候敏感带上,具有典型的亚洲季风气候特征,是研究亚洲季风和太平洋气候的理想地区。本研究拟结合化学分离富集技术,建立一套珊瑚微量和超微量元素准确测定的分析方法。以南海珊瑚为例,系统调查元素及元素组合的季节变化,探讨珊瑚微量元素作环境参数代表物的可能性,提出合理的元素温度代用指标。因为珊瑚氧同位素成分是对海水温度和盐度的混合响应,因此,将同一南海珊瑚的氧同位素和元素温度数据相结合,提取与海水盐度相关的珊瑚氧同位素成分,重建南海海水的盐度记录。利用南海海水表面温度和盐度记录,探讨亚洲季风尤其是冬季风的变化及亚洲冬季风强度与El Nino事件的关系。
珊瑚作为目前最好的环境气候代表物,其骨骼微量元素能较好地反映环境和气候的变化。为了获得准确可靠的珊瑚骨骼微量及超微量元素的含量,首先对碳酸盐及海水样品进行实验方法研究。在ICP-MS许可的上机条件下,珊瑚样品经稀酸溶解后,可直接获得准确数据的元素只有Sr、Mg、U、Ba、Cd等,其它元素含量甚低,必须经分离富集化学预处理,才能获得可行性数据。针对该类样品的基体特性,本方法采用APDC螯合剂与Fe相结合,以形成的Fe-PDC螯合物为共沉淀剂,pH4时,可定量共沉淀42个微量元素。该方法化学流程简单,检出限低(ppt级)。为了能获得真正反映环境和气候变化的珊瑚骨骼微量元素信息,尝试水和非水试剂乙醇、丙酮进行样品清洗。清洗后样品分析结果显示Sr/Ca比与未清洗样品Sr/Ca比无明显不同,而Mg/Ca比明显低于未清洗样品Mg/Ca比。这说明Sr很可能占据珊瑚文石的晶格位置,不会因样品清洗而损失,是较合适的温度指标;而Mg在珊瑚中很可能是吸附态,很容易在清洗过程中被解吸,至于有多少珊瑚Mg占据晶格位置,并能反映海水温度信息,还有待进一步研究。