Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Phản ứng từ tính đá đối với biến đổi khí hậu tại biển Tây Philippines trong 780 ka qua: Thảo luận dựa trên biên niên sử trợ giúp từ cường độ từ tính tương đối
Tóm tắt
Chúng tôi đã thực hiện nghiên cứu từ tính đá và cổ từ tính trên hai mẫu lõi sedment dưới biển sâu từ biển Tây Philippines, nằm ở phía đông Benham Rise với chiều dài 4 m và độ sâu nước trên 5000 m. Tại đáy lõi 146 xảy ra sự đảo ngược của độ nghiêng và độ lệch tương đối, điều này được công nhận là Ranh giới Độ cực Brunhes-Matuyama (MBPB). Không có sự đảo ngược nào xảy ra trong lõi 89, điều này ngụ ý rằng độ tuổi đáy của lõi này trẻ hơn lõi 146. Kết quả từ tính đá cho thấy sự đồng nhất từ tính trong khoáng vật học, nồng độ và kích thước hạt dọc theo hai lõi, do đó đã lấy được các biến đổi cường độ cổ tương đối. Ba chỉ số chuẩn hóa: từ tính dư không hồi tiếp (ARM), độ nhạy từ (k) và từ tính dư bão hòa ở điều kiện nhiệt độ không đổi (SIRM) được sử dụng cho việc chuẩn hóa để thu được cường độ cổ tương đối. Ba kết quả chuẩn hóa được trung bình để chỉ ra cường độ cổ của các lõi và được xếp chồng lên nhau để tạo ra một đường tổng hợp cho biển Tây Philippines (được đặt tên là WPS800 trong bài báo này). Dựa trên sự tương quan từ tính giữa các lõi và cường độ cổ đến Sint800, chúng tôi chuyển các biến đổi của các tham số từ tính đột từ độ sâu sang thời gian. Hơn nữa, các chỉ báo đồng vị oxy theo nhịp lượng thiên văn từ địa điểm ODP 1143 ở biển Đông Trung Quốc được sử dụng làm chỉ báo băng hà và giữa các kỷ băng. Ba chỉ số nồng độ (ARM, k và SIRM) cùng với các chỉ báo kích thước hạt (k
ARM/SIRM, k
ARM/k) được xem xét dựa trên biên niên sử hỗ trợ bởi cường độ cổ. Những biến đổi kích thước hạt trong hai lõi thể hiện một mô hình nhất quán với các biến đổi khí hậu được thể hiện qua đồng vị oxy. Kích thước từ tính thường lớn hơn trong các giai đoạn băng hà và nhỏ hơn trong các thời kỳ giữa băng hà, điều này có thể phản ánh ảnh hưởng của xói mòn hóa học thay vì sự giảm kích thước do sự gia tăng mức nước biển lên các trầm tích nguồn. Hơn nữa, các đỉnh và đáy tạm thời trong kỷ giữa băng hà hầu như tương ứng với các hồ sơ đồng vị oxy, điều này có nghĩa là sự lắng đọng có thể phản ánh những biến đổi tinh tế trong kỷ giữa băng hà. Kiểu phát hiện sự biến động khí hậu qua kích thước từ tính này cũng được tìm thấy ở biển Đông Trung Quốc, cho thấy một mô hình chung về tín hiệu từ tính đối với khí hậu ít nhất trong khu vực Đông Á. Nồng độ ARM (đại diện cho nhiều về hạt mịn) cũng cho thấy phản ứng tương tự đối với các chu kỳ băng hà và giữa băng, tức là, cao trong chu kỳ giữa băng hà và thấp trong chu kỳ băng hà; nhưng k và SIRM (phản ánh nhiều về hạt thô) lại thiếu phản ứng với các chu kỳ khí hậu. Đồng thời, tỉ lệ S không có sự tương quan với hồ sơ bụi aeolian và những biến đổi nhịp điệu, chỉ ra rằng nguồn chính của chất mang từ tính chính (magnetit có độ dẫn động thấp) là vật chất lơ lửng thay vì bụi. Xu hướng giảm của tỷ lệ lắng đọng từ tây sang đông cũng cho thấy rằng các trầm tích chủ yếu đến từ phía tây Luzon và các vùng đất lân cận. Kích thước hạt đầu tiên trở nên thô hơn và sau đó ổn định xung quanh 400 ka B.P., và cùng lúc tất cả nội dung từ tính giảm xuống và biên độ biến đổi khoáng vật từ tính gia tăng. Sự chuyển tiếp từ tính quanh 400 ka B.P. diễn ra đồng thời với sự giảm xuống của nội dung cacbonat, phản ánh một sự kiện hòa tan cacbonat toàn cầu, tức là sự kiện giữa Brunhes. Sự đồng bộ hóa của nội dung từ tính và kích thước hạt với các chu kỳ khí hậu của các giai đoạn băng hà và giữa băng hà cho thấy tính hợp lệ của biên niên sử trợ giúp bởi cường độ cổ. Cũng như vậy, phản ứng của tín hiệu từ tính đá đối với sự thay đổi ổn định của đồng vị oxy và biến đổi cacbonat cho thấy rằng phương pháp từ tính đá có thể là một công cụ hiệu quả cho nghiên cứu khí hậu cổ và đại dương cổ.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Argyle K S, Dunlop D J (1990). Low-temperature and high-temperature hysteresis of small multidomain magnetites (215–540 nm). Journal of Geophysical Research, 95 (B5): 7069–7082
Berger W H, Bickert T, Jansen E, et al (1993). The central mystery of the Quaternary ice age. Oceanus, 36: 53–56
Bloemendal J, King J W, Hunt A, et al (1993). Origin of the sedimentary magnetic record at Ocean Drilling Program sites on the Owen Ridge, western Arabian Sea. Journal of Geophysical Research, 98(B3): 4 199–4 219
Channell J E T (1999). Geomagnetic paleointensity and directional secular variation at Ocean Drilling Program site 984 since 500 ka: Comparison with ODP site 983. Journal of Geophysical Research, 104(B10): 22 937–22 951
Channell J E T, Mazaud A, Stoner J S (2005). IODP Expedition 303 (North Atlantic): Excursions and Reversals in the Brunhes and Matuyama Chrons. San Francisco: AGU Fall Meeting, 5–9 December
Demory F, Nowaczyk N R, Witt A, et al (2005). High-resolution magnetostratigraphy of Late Quaternary sediments from Lake Baikal, Siberia: Timing of intracontinental paleoclimatic responses. Global and Planetary Changes, 46: 167–186
Gröger M, Henrich R, Bickert T (2003). Glacial-interglacial variability in lower North Atlantic deep water: Inference from silt grain-size analysis and carbonate preservation in the western equatorial Atlantic. Marine Geology, 201: 321–332
Guyodo Y, Valet J P (1996). Relative variations in geomagnetic intensity from sedimentary records: The past 200 000 years. Earth and Planetary Science Letters, 143: 23–36
Guyodo Y, Valet J P (1999). Global changes in intensity of the Earth’s magnetic field during the past 800 kyr. Nature, 399: 249–252
Hartstra R L (1982)a. Grain-size dependence of initial susceptibility and sauration magnetization-related parameters of four natural magnetites in the pseudo-single domain-multidomain range. Geophys. J. R. Astron. Soc, 71: 477–495
Hartstra R L (1982)b. A comparative study of the ARM and ISR of some natural magnetites of multidomain and pseudo-single domain size. Geophys. J. R. Astron. Soc., 71: 497–518
Horng C S, Roberts A P, Liang W Z (2003). A 2.14 Ma astronomically tuned record of relative geomagnetic paleointensity from the western Philippine Sea. Journal of Geophysical Research, 108(B1): 2 059
Janecek T R, Rea D K (1984). Pleistocene fluctuations in northern hemisphere trade-winds and westerlies. In: Berger A, Imbrie J, Hays J, eds., Milankovitch and Climate (Part 1). Holland Dordrecht: D Reidel Publishing Company, 331–347
Jansen J H E, Kuijpers A, Troelstra S R (1986). A mid-Brunhes climatic event: Long-term changes in global atmosphere and ocean circulation. Science, 232: 619–622
Karlin R (1990). Magnetic mineral diagenesis in suboxic sediments at Bettis site W-N, NE Pacific Ocean. Journal of Geophysical Research, 95(B4): 4 421–4 436
Kirschvink J L (1980). The least-squares line and planed analysis of paleomagnetic data. Geophysical Journal of Royal Astronomical Society, 62: 699–718
Kissel C, Laj C (2006). An overview of the magnetic properties of sediments from the South China Sea and their paleo-environmental significance. Marco Polo Post Cruise meeting, Sep, 25–27
Kissel C, Laj C, Clemens S, et al (2003). Magnetic signature of environmental changes in the last 1.2 Ma at ODP Site 1146, South China Sea. Marine Geology, 201: 119–132
Lean C M B, McCave I N (1998). Glacial to interglacial mineral magnetic and paleoceanographic changes at Chatham Rise, SW Pacific Ocean. Earth and Planetary Science Letters, 163: 247–260
Liu Z S, Yu Y (1989). Philippine Seafloor Geology. Beijing: China Ocean Press, 8–9 (in Chinese)
Lund S, Stoner J S, Channell J E T, et al (2006). A summary of Brunhes paleomagnetic field variability recorded in Ocean Drilling Program cores. Physics of the Earth and Planetary Interiors, 156: 194–204
Maher B A (1988). Magnetic properties of some synthetic submicron magnetites. Geophys. J, 94: 83–96
Martinson D G, Pisias N G, Hays J D, et al (1987). Age dating and the orbital theory of the ice ages: Development of a high-resolution 0-2 300 000-year chrono-stratigraphy. Quaternary Research, 27: 1–29
Oldfield F (1994). Toward the discrimination of fine-grained ferrimagnetite by magnetic measurements in lake and near-shore marine sediments. Journal of Geophysical Research, 99(B5): 9 045–9050
Rea D K, Janecek T R (1981). Mass accumulation rates of the nonauthigenic inorganic crystalline (eolian) components from the western Mid-Pacific Mountains. Deep Sea Drilling Project Site 463. Initial Report of Deep Sea Drill Project, 62: 653–659
Roberts A P, Lehman B, Weeks R J, et al (1997). Relative paleointensity of the geomagnetic field over the last 200 000 years from ODP sites 883 and 884, North Pacific Ocean. Earth and Planetary Science Letters, 152: 11–23
Singer B S, Hoffman K A, Chauvin A, et al (1999). Dating transitionally magnetized lavas of the Late Matuyama Chron: Toward a new 40Ar/39Ar timescale of reversals and events. Journal of Geophysical Research, 104(B1): 679–693
Stoner J S, Channell J E T, Hodell D A, et al (2003). A 580 kyr paleomagntic record from the sub-Antarctic South Atlantic (Ocean Drilling Program Site 1089). Journal of Geophysical Research, 108(B5): 2244, doi: 10.1029/2001JB001390
Stoner J S, Laj C, Channell J E T, et al (2002). South Atlantic and Northe Atlantic geomagnetic paleointensity stacks (0–80 ka): Implications for inter-hemispheric correlation. Quaternary Science Reviews, 21: 1141–1151
Tauxe L (1993). Sedimentary records of relative paleointensity of the geomagnetic field: Theory and practice. Review of Geophysics, 31(3): 319–354
Tauxe L, Herbert T, Shackleton N J, et al (1996). Astronomical calibration of the Matuyama-Brunhes boundary: Consequences for magnetic remanence acquisition in marine carbonates and the Asian loess sequences. Earth and Planetary Science Letters, 140: 133–146
Thompson R, Oldfield F (1986). Environmental Magnetism. London: Allen & Unwin, 25–31
Tian J, Wang P X, Cheng X R, et al (2002). Astronomically tuned Plio-Pleistocene benthic δ18O records from South China Sea and Atlantic-Pacific comparison. Earth and Planetary Science Letters, 203: 1015–1029
Valet J P (2003). Time variations in geomagnetic intensity. Reviews of Geophysics, 41(1): 1004, doi: 10.1029/2001RG000104
Wang P X (2006). Orbital forcing of the low-latitude processes. Quaternary Sciences, 26(5): 694–701 (in Chinese with English abstract)
Wang P X, Tian J, Cheng X R, et al (2003). Carbon reservoir changes preceded major ice-sheet expansion at the mid-Brunhes events. Geology, 31(3): 239–242
Yamazaki T (1999). Relative paleointensity of the geomagnetic field during Brunhes Chron recorded in North Pacific deep-sea sediment cores: Orbital influence? Earth and Planetary Science Letters, 169: 23–35
Yamazaki T, Abdeldayem A L, Ikehara K (2003). Rock-magnetic changes with reduction diagenesis in Japan Sea sediments and preservation of geomagnetic secular variation in inclination during the last 30 000 years. Earth Planets Space, 55: 327–340
Yamazaki T, Ioka N (1997). Environmental rock-magnetism of pelagic clay: Implications for Asian aeolian input to the North Pacific since the Pliocene. Paleoceanography, 12(1): 111–124
Yamazaki T, Oda H A (2005). Geomagnetic paleointensity stack between 0.8 and 3.0 Ma from equatorial Pacific sediment cores. Geochemistry Geophysics Geosystems, 6: 11
Yan J, Cang S X (1995). Evolution of the paleo-Kuroshio system and its relation to climatic changes since the last interglacial. Marine Geology and Quaternary Geology, 15(1): 25–40 (in Chinese with English abstract)
Zhu Q H (1991). Philippine fault: The key to the study of dynamic in Philippine area. Taiwan Oil Communication, 8(2): 46–50 (in Chinese)
Zhu R X, Pan Y X, Shi R P (2002). New Cretaceous palaeointensity data and the constraints on geodynamics. Science in China (Series D), 45(10): 931–938 (in Chinese)