与全球变化有关的几个北极海洋地质问题

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1、第,卷第’期地学前缘（中国地质大学，北京）G?HI,J?I’!##!年,月;/.2<=>356>5-.?6235.1（@<36/A63B5.132C?DE5?1>356>51，453F367）=5K2I!##!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!与全球变化有关的几个北极海洋地质问题高爱国，刘焱光，孙海青（国家海洋局第一海洋研究所，山东青岛!""#"$）摘要：极地区域是全球变化研究的重点区域，在北极地区与全球变化有关的地质问题主要是北极地区的海陆变化对全球变化的影响，以及全球变化在地

2、层中的记录。这涉及到北极形态变化及与其它大洋沟通的水道开闭情况，地形起伏对大气、大洋环流的影响，地壳升降与海平面变化对河流流量和海岸稳定性的影响，气体水合物及有机碳等变化对全球碳循环的影响，以及这些影响与气候变化信息在极地沉积物中的记录。文章在对上述影响及海洋地质研究状况进行探讨后，又简要介绍了中国的首次北极考察海洋地质研究状况。关键词：北极；全球变化；海洋地质中图分类号：%&’"；%&!&文献标识码：(文章编号：$##)!’!$（!##!）#’#!#$#&近千年来北半球地面平均气温变化表明，全球北极地区是以北冰洋为中心，周边为陆地环绕变暖已成不争的事实［$］。在地

3、球的南北两极地区的地理单元。在这一地理单元中，北冰洋的起源与全球变暖的现象更为明显，并已引起各界的高度重演化是影响这一地区环境的主要因素之一，因此北视。各种相关的研究计划纷纷启动［!，’］。现在南北冰洋海盆的形成与演化，北冰洋与大西洋之间水道两极作为全球变化的启动器及放大器的观点也被越的张开／闭合历史，北冰洋洋底构造的发育，北冰洋来越多的人所接受，南北两极已成为全球变化研究及周边陆地的升降变化等等已成为地球科学家关注的热点地区。的问题。在全球变化研究中，由于所研究的载体及驱动力的不同，所产生的变化响应程度及时间尺度也不$费莱姆海峡与白令海峡水道的开闭同；各学科在研究

4、方法、手段上的差异、以及资料精对大洋环流的影响度与积累的程度不同，又造成各学科间发展的不平衡。大气科学、海洋科学在对现代或器测时代的全北冰洋是位于地球最北端的大洋，通过费莱姆球变化研究取得了较丰富的成果，并在全球变化研海峡（-./012./32）及加拿大群岛与大西洋沟通，通究中起着主导作用。地质科学则因地质背景对大气过白令海峡（45.36712./32）与太平洋沟通（图$），因环流、大洋环流的边界条件限制，从而对全球的热平此成为北大西洋与北太平洋海水汇合的地方。北太衡、乃至气候产生影响；同时地质科学在提取过去全平洋海水盐度、温度相对较低（’!8、9$:），而北大球变

5、化信息、研究大时间尺度的全球变化方面又有西洋海水的盐度与温度相对较高（’)8，!’:），北大独到之处，因此在全球变化研究中越来越受到重视。西洋的蒸发也强于北太平洋。因此水蒸气从北大西本文试图从北极的地质构造背景对极地热平衡的影洋上空向北太平洋上空迁移，而北太平洋的低盐水响、北极的地质演化与全球变化关系出发，探讨北极通过北冰洋流向北大西洋。如果没有这种循环，地球上的气候将有很大的不同［*］。地质演化在全球变化研究中的地位。北大西洋一侧的北冰洋及其边缘海是大洋深层收稿日期：!##!#)$*；修订日期：!##!#+!#水的主要发源地，它与南极的威德尔海一起被描绘基金项目：

6、国家自然科学基金资助项目（*,+&’#$)，*#$&"#$&）；中国首次北极科学考察专项资助项目成为深海大洋的肺。北冰洋地质构造的变化及费莱作者简介：高爱国（$,),—），男，博士，研究员，主要从事海洋姆海峡的开闭决定了北冰洋与世界大洋水交换历地球化学研究。史［)］，对大洋环流的影响很大。北冰洋与周边大洋!+F高爱国，刘焱光，孙海青／地学前缘（G-%67&.3#(.#2%1(63#%0）H++H，*（@）图!北冰洋海底地形及边缘海分布示意图（据"#$#%和&’##(#)，!**+；,-./01(等，!**+修改）2345!&/#6.78-91:61914%-97)3

7、(67#;%.63.<.#-(-(=-=>-.#(60#-0图中数字为洋底等深线值，单位为8的水交换状况对北极区域的热平衡状况与气候影响其是作为沟通北冰洋与其它大洋最深通道的费莱姆极大。美国学者欧文和东恩甚至提出冰期、间冰期海峡，在约@AB-前的始新世晚期开始张开，有利演化的北冰洋假说，他们认为北半球几次大冰盖的于北极陆地冰盖及海洋冰盖的形成。水道的张开在兴起和消失是由于北冰洋反复封冻和解冻的结果。北极温度由白垩纪暖期下降到现代的温度状况过程由于地壳、海平面的升降及冰川的形成与消融，导致中起着关键作用［A］。沟通北冰洋与周边大洋的水道开通或关闭，影响周显然，进入