研究揭示晚古生代大冰期演变过程

2018-03-20| 发布者: 中科院之声| 查看: 44 |原作者: 中科院之声

近日,中国科学院南京地质古生物研究所晚古生代团队研究员陈吉涛等通过对相关地层的锶、碳同位素综合研究,认为显生

2018-03-20中科院之声

近日,中国科学院南京地质古生物研究所晚古生代团队研究员陈吉涛等通过对相关地层的锶、碳同位素综合研究,认为显生宙最大的一次冰期事件——晚古生代大冰期的发生,是由大陆风化和有机碳在陆地上的埋藏(形成煤炭)导致,并提出大冰期的最高峰是有机碳埋藏由大陆转向海洋所导致的。

晚古生代大冰期是显生宙以来规模最大的、主要发育在南方冈瓦纳大陆的一系列多幕式冰期事件。与新元古代及奥陶纪末期的冰期事件不同,晚古生代大冰期事件是地球上动植物繁盛以来最重大的冰期事件,记录了陆地自有植被(尤其是维管类植物)以来,唯一的一次从“冰室气候”向“温室气候”的大规模转变。因此,对晚古生代大冰期古气候的系统研究对认识当今地球系统从“冰室气候”向“温室气候”转变的趋势具有一定借鉴和启示意义。  

该研究对华南石炭纪-早二叠世连续沉积的斜坡相碳酸盐岩剖面进行了高分辨率、高精度的牙形刺锶同位素研究。该锶同位素曲线间接反映了当时大陆风化的变化速率,且与当时的泛大陆造山运动、热带雨林繁盛与衰败,以及泛大陆赤道附近的古气候状况具有密切联系。通过将该锶同位素与同时期全球无机碳同位素以及古二氧化碳浓度等进行对比,研究结果佐证了晚古生代大冰期的起始与加强是由大陆风化和有机碳在陆地上的埋藏(形成大量煤炭)导致的,同时首次提出大冰期的最高峰,是在大陆风化整体下降及热带雨林植被更替的背景下,有机碳埋藏由大陆转向海洋所导致。  

该研究重新厘定并填补了石炭纪-早二叠世的海水锶同位素变化趋势,为该时期地层对比提供了较为精确的锶同位素地层,是我国申请石炭系“金钉子”的重要工作之一。同时,该研究为晚古生代大冰期全球古气候变化与古海洋循环提供了有力的生物地球化学证据,是我国对晚古生代大冰期进行多学科交叉研究的综合性成果之一,也是国际上探讨当时环境演变过程和控制因素的标志性成果。研究结果对认识当今地球环境向温室气候转变的趋势带来了启示。

该研究由南京古生物所与美国加州大学戴维斯分校合作完成,相关研究成果发表在《地质学》上。该研究得到了中科院、国家自然科学基金委、美国国家科学基金会的资助。


图1.晚石炭纪全球古地理分布图(该研究立足华南贵州罗甸纳庆剖面)


图2.纳庆剖面柱状图及碳、锶同位素


图3.石炭纪-早二叠世全球事件、锶、碳同位素及古大气CO2对比图


来源:中国科学院南京地质古生物研究所




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