MIT 开放课程 古海洋学 第8讲

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1、古海洋学12.7402004春季讲义11微体、碳酸盐壳体的生物的生活方式18现代海洋中δO和有孔虫研究:浮游拖网,沉积物捕获器,有孔虫饲养等方法来追踪有孔虫的行为。I.动机A.某些有孔虫的组合与表层海水温度有一定的联系。这些联系可以通过对岩心上部有孔虫的研究来估测：“属种参数”B.然而，有孔虫不同属种的生长与海水的深度、水团、季节等相联系。这就提醒我们在利用“属种参数”估算古温度时要提高警惕。我们想知道有关属种组合随着时间更稳定的因素，是否沉积物中的属种组合受溶解作用的影响，例如：G.ruber是易溶种，N.dutertrei是抗溶种，但是在浮游有孔虫的温度转换函数中，G

2、.ruber被作为暖水种，而N.dutertrei被作为温水种。C.氧同位素的研究可以屏蔽一些有孔虫生态的影响。沉积物中有孔虫化石的早起研究存在模糊的因素，比如：沉积的有孔虫代表了过去50年的海洋变化（平均的溶解通量超过500-2000年）？那样季节的信息就会由于混合作用而丢失。百年事件的问题。研究指出有孔虫同一种不同大小壳体可能其同位素组成有很大的不同的。最早的浮游有孔虫拖网研究提出一些问题：Shackleton18等发现，在同一浮游拖网中收集到的有孔虫的不同属种其δO存在相当大的差别。这种不同可能由浮游有孔虫的“生命效应”或有孔虫的垂直运动引起。181818II.Be

3、,Weibe,Fairbanks,Bishop认为:表层浮游δO与海水温度;压型δO与平衡δO;Sargasso海与巴拿马盆地的结果。A.表层浮游拖网：1.有时候这种方法很有效(如.Williams等关于G.ruber的结果).源自:Williams等(1991)2.有时有孔虫出现在平衡区外(在两个方向上)...可能的解释包括垂直移动，由于钙化引起的温度变化(如上升流事件的开始和结束处，漩涡混合等),不平衡钙化,GOKW。另外:沉积物顶部的有孔虫研究获得的温度记录一般比浮游拖网和沉积捕获器得到的结果偏冷。这种差异是由暖水种的选择性溶解造成的，还是配子的钙化发生在较深的水体

4、里？B.次表层浮游拖网:Fairbanks和WiebeMOCNESS(Multiply-OpeningandClosingNektonEcologicalSamplingSystem):浮游有孔虫的垂直分布1818181.为了计算钙化平衡时的δOequil,必须知道水体的δOwater和温度（一般通过温、盐和δO的关系）.源自:Fairbanks等19822.垂直分布的丰度：G.ruber和G.sacculifer在表层丰度最大(由于共生藻类的光合作用？);大多数的其他属种在生产力最丰富的次表层丰度最大;少量属种生活在很深的位置(如，G.theyeri).183.有些属种

5、生活的深度较深，但是壳体的δO表明，其在一定的深度以下就停止钙化。4.有孔虫属种垂直分布的机制是什么？温度、优选密度、还是食物？5.输出与生产之间的差别是什么?186.是δO（最大达1‰）不平衡还是温度的变化？III.Deuser等对Sargasso海沉积物捕获器研究的结果18A.200m以下，在一定的深度上，温度和盐度随季节变化；导致了钙化平衡时δO的变化。源自:Deuser等(1981)B.一些属种的通量随季节变化(比如G.truncatulinoides在冬季通量较大，而在夏季较小);有明显的表型变化(如.特定种的壳体外形上的变化).源自:Deuser等(1981)

6、C.有些属种明显记录了表层水温的年级变化，所以很显然，他们全年都生活在大洋的表层。源自:Deuser等(1981)18D.其他一些属种一直表现为较冷的δO值(如.G.truncatulinoides在夏季生活在较深的水层中，而在冬季生活的深度则较浅。如果总的通量上变化较大，那么年平均加权值可能就记录了温度的变化。E.有些属种只是在某个特定的季节出现(如N.dutertrei记录了春季表层水的温度；G.conglobatus记录的冬季表层水的温度).F.有些属种的出现不固定(如G.bulloides).G.尽管G.bulloides明显的偏离平衡，但是该种却很好的记录了表层

7、水温的年季旋回。G.truncatulinoides所记录的季节旋回与1000m水深处的季节变化相似。18183200m深处的G.bulloides壳体的δO变化（实线）与25和50m水深的δO钙化平衡变化的比较（虚线）。由于生命效应的影响（不平衡），G.bulloides曲线有＋0.54‰的变化，虚线则有延迟（向右偏移）,这种延迟可能是补偿了该种从表层生长到3200m沉积的时间。源自:DeuserandRoss(1989)，修改18H.结论：岩心上部的有孔虫样品记录的δO成层性，代表了其生活的深度和季节的温度变化以及属种通量