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大洋次级盆地或边缘海由于其规模较小和部分隔离,通常比开放大洋更能响应古海洋学和古气候学的变化,地中海就是一个很好的实例。地中海通过一个狭窄的直布罗陀海峡与大西洋相连,其气候变化同时受到来自高纬和低纬气候的影响,因此是开展全球气候变化研究的一个理想海区。
本项研究开展意大利西西里岛南岸Punta Piccola剖面晚上新世跨时约40万年(3.2~2.8 Ma)的沉积记录分析,该剖面位于Capo Rossello合成剖面的上部,是世界晚中新世Messinian阶至早更新世最完整的沉积记录之一,发育多层灰黑色、富有机质的“腐泥层”,提供极佳的岁差和偏心率轨道尺度的碳循环记录。
研究采用粘土矿物学、主要和微量元素地球化学、磁化率方法,以期达到以下科学目标:(1)陆源碎屑长期(40万周期)和短期(2万周期)尺度的变化及其对来自高纬和低纬气候变化的响应;(2)陆源碎屑供给与碳循环记录的关系;(3)陆源碎屑沉积物对非洲季风和欧非大陆风化的响应。
结果显示陆源碎屑记录与2万年季风周期具有十分强烈的对应关系。粘土矿物记录明显地受到日射量的驱动,其中蒙脱石可能不是由尼罗河和非洲降雨量的影响,而是与盆地周围的起源有关。陆源供给曾被认为是腐泥层沉积期间碳酸盐生产力的原因,但是并不能解释3.2~2.8 Ma期间δ13C的长期变化。多数替代性指标在3.05 Ma附近有一个特别的过渡性变化,可能代表3.2~2.8 Ma全球变冷期间一个异常的沉积响应,或者代表盆地局部范围的一个构造事件。