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1、http://www.paper.edu.cn1北極新奧爾松古海鳥(niǎo)糞土層識(shí)別及其環(huán)境意義袁林喜，羅泓灝，孫立廣中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)極地環(huán)境研究室，合肥(230026)E-mail：slg@ustc.edu.cn摘要:對(duì)采自北極新奧爾松(Ny-Alesund)(78o55'N,11o56'E)一級(jí)海岸階地上的海蝕凹槽沉積剖面進(jìn)行沉積巖相學(xué)、同位素地球化學(xué)和元素地球化學(xué)研究，結(jié)果顯示該剖面的70-118cm段顯著受到了海鳥(niǎo)糞沉積的影響，為含貝殼的海鳥(niǎo)糞土沉積層。該段糞土沉積層中大多數(shù)元素的濃度隨深度表現(xiàn)出明顯的波動(dòng)特征，其中TOC、TN、TS、Se、Sr、CaO、Pb、As、
2、Zn等元素含量在深度剖面上表現(xiàn)出較為一致的垂向變化趨勢(shì)。對(duì)糞土層的元素地球化學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行了聚類(lèi)分析，結(jié)果表明在濃度剖面上具有較好協(xié)同關(guān)系的上述元素組合與海鳥(niǎo)糞有機(jī)質(zhì)的輸入密切相關(guān)，這些具有顯著地球化學(xué)性質(zhì)差異的元素共生組合是北極新奧爾松糞土沉積層的生物地球化學(xué)組合的標(biāo)型特征，它們的含量變化主要受控于海鳥(niǎo)糞對(duì)沉積物的影響程度。海鳥(niǎo)糞土生物地球化學(xué)標(biāo)型組合特征的識(shí)別為進(jìn)一步研究該地區(qū)12-4kaB.P.的海鳥(niǎo)生態(tài)系統(tǒng)和氣候演化記錄提供了科學(xué)基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：北極，新奧爾松，古海蝕凹槽，糞土層，同位素地球化學(xué)1.前言北極是大氣、海洋物質(zhì)能量交換的重要地區(qū)之一，在全球氣候系統(tǒng)形成和
3、變化中起著重[1-3]要作用。北極地區(qū)的氣候、環(huán)境特征及其物理化學(xué)過(guò)程與全球氣候環(huán)境變化關(guān)系密切。新奧爾松(Ny-Alesund)位于斯匹次卑爾根島(SpitsbergenIsland)的西海岸,是重要的北極科考基地。斯匹次卑爾根島是斯瓦爾巴群島(SvalbardArchipelago)的主要部分。由于斯瓦爾巴群島處于大氣和海洋轉(zhuǎn)換邊界的交匯地帶，對(duì)全球氣候系統(tǒng)中的北大西洋環(huán)流、極地大[4,5][6]氣環(huán)流的變化比較敏感，受到極地科學(xué)家的廣泛關(guān)注，成為北極研究的重要區(qū)域。內(nèi)陸[7-13][14-18]冰芯和海洋湖泊沉積物序列的研究在重建北極古氣候與古環(huán)境方面取得了許多
4、令人矚目的成果。筆者在中國(guó)黃河站建站期間(2004年)的野外考察中，首次在新奧爾松地區(qū)的海岸階地發(fā)現(xiàn)保存完好的古海蝕凹槽沉積。Sunetal.對(duì)南極古海蝕凹槽沉積研究發(fā)現(xiàn)，海蝕凹槽沉積剖面很好地記錄了冰蓋的進(jìn)退歷史、地殼均衡抬升事件以及古氣候變化等高分辨古[19]環(huán)境信息。本文對(duì)采自新奧爾松海岸階地的古海蝕凹槽沉積剖面進(jìn)行元素地球化學(xué)、同位素地球化學(xué)等多學(xué)科交叉研究，識(shí)別出該海蝕凹槽沉積為海鳥(niǎo)糞土層。這為進(jìn)一步通過(guò)該沉積剖面來(lái)恢復(fù)該地區(qū)的古氣候以及古生態(tài)演變提供了依據(jù)。2.新奧爾松的生態(tài)環(huán)境特征斯瓦爾巴群島(74o-81oN,10o-35oE)處于巴倫支海(Baren
5、tsSea)和格陵蘭海(GreenlandSea)之間，是地球上有人居住的最北的地方之一（圖1）。它由斯匹次卑爾根島、東北地島(NordaustlandetIsland)、埃季島(EdgeoyaIsland)等三個(gè)大島和數(shù)十個(gè)小島組成，總面積為61,200平方公里，離北極點(diǎn)僅1750公里，島上多崎嶇山脈，最高點(diǎn)為海拔1717米的牛頓峰(Newtontoppen)。群島60%的土地為冰川所覆蓋，永凍土層厚達(dá)500米，在夏季只有地表以下2-3米的土層才會(huì)解凍。北大西洋的高爾夫暖流(GulfCurrent)流到該島附近時(shí)有一小股支流流向斯匹次卑根島的峽灣，使群島的氣溫比北極
6、其他地區(qū)要溫和許多，年平均氣溫為零下1本課題得到國(guó)家自然科學(xué)基金（40676004）和博士點(diǎn)基金（20060358027）的資助。-1-http://www.paper.edu.cn4℃。群島海洋性氣候較明顯，多霧。島上煤、磷灰石等儲(chǔ)量豐富。群島地質(zhì)背景復(fù)雜，斷[20]層眾多，前寒武紀(jì)地層到第四紀(jì)地層均有發(fā)育。新奧爾松位于北緯78度55分、東經(jīng)11度56分(圖1)，處于斯匹次卑爾根島西海岸的Broggerhalvoya半島上，是北極的科考基地。該地區(qū)以石炭-二疊紀(jì)的石灰石、白云巖為主要的巖石種類(lèi)，形成了堅(jiān)固穩(wěn)定的巖基。也有少量的第三紀(jì)砂巖。在站區(qū)后面的Zeppelin
7、fjellet山的前緣有冰磧巖發(fā)育。最冷的月份(2月)平均氣溫約-14℃，最暖的月份(7月)[4,21-22]平均氣溫約+5℃。年平均氣溫約為-5.8℃，比同緯度的東格陵蘭高出6-7℃。年平均[23]降水量約400mm，往內(nèi)陸就逐漸減少到200-300mm。相比較同緯度的北極其它地區(qū)和南[24-25]極地區(qū)，大量的植物在斯瓦爾巴群島繁殖，包括168種管狀本土植物和少量外來(lái)植物，[26]以及373種苔蘚類(lèi)植物、606種地衣、705種真菌和超過(guò)1100種陸地淡水和海水藻類(lèi)。但是，這些植物大部分分布于內(nèi)陸海灣，在新奧爾松植物種類(lèi)相對(duì)稀少，主要以北部極地苔原
