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地球科学进展 2020年第10期35卷 1073-1086页

作者：胡利民石学法叶君张钰莹中国海洋大学海洋地球科学学院海底科学与探测技术教育部重点实验室山东青岛266100 自然资源部第一海洋研究所海洋沉积与成矿作用重点实验室山东青岛266061 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室山东青岛266237

东西伯利亚陆架作为全球最为宽浅的陆架之一,在全球变暖和北极快速变化背景下,受海冰减少、冻土退化、径流增加和海岸侵蚀加剧等因素的影响,该区沉积有机碳的来源、输运和埋藏发生着显著变化,且不同地区之间差异显著。东西伯利亚海西部... 详细信息

东西伯利亚陆架作为全球最为宽浅的陆架之一,在全球变暖和北极快速变化背景下,受海冰减少、冻土退化、径流增加和海岸侵蚀加剧等因素的影响,该区沉积有机碳的来源、输运和埋藏发生着显著变化,且不同地区之间差异显著。东西伯利亚海西部和拉普捷夫海沉积有机碳以陆源贡献为主,海岸侵蚀作用提高了冻土碳的入海通量,对气候变化具正反馈效应;楚科奇海具有较高的有机碳埋藏效率,季节性海冰变化对有机碳的源汇有直接的影响。受沉积水动力作用影响,陆源沉积有机碳从勒拿河河口输运到陆架边缘需3000~4000年,不同类型有机碳存在显著的分异和降解。陆架有机碳埋藏具有显著的时空差异,大量高活性的冻土碳由陆向海的快速沉积对于北极土壤碳库的稳定性、水生环境有机碳的矿化及CO2的排放等方面具有重要的意义。今后该区的研究应加强综合地球化学指标和典型有机分子碳同位素等手段的应用,开展区域对比研究,重视海冰过程与有机碳源汇的联系,结合区域碳循环多模型集成,从现代过程与地质记录、替代指标与数值模拟相结合的角度去认识不同时间尺度快速气候变化下的有机碳源汇格局及其气候环境效应。

关键词：沉积有机碳源汇海冰冻土碳北极东西伯利亚陆架气候变化

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北极东西伯利亚陆架表层沉积物汞的分布特征及其意义

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海洋地质与第四纪地质 2023年第1期43卷 49-60页

作者：张振虎姚政权胡利民 Anatolii Astakhov 邹建军刘焱光王昆山杨刚陈志华夏逸李秋玲冯晗石学法自然资源部第一海洋研究所海洋地质与成矿作用重点实验室青岛266061 青岛海洋科学与技术国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室青岛266237 中国海洋大学海洋地球科学学院海底科学与探测技术教育部重点实验室青岛266100 俄罗斯科学院远东分院太平洋海洋研究所符拉迪沃斯托克(海参崴)69004

全球变暖导致北极地区冻土退化、海冰消融、河流径流增加及海洋动力发生变化,这些因素连同日益增加的人类活动都影响北冰洋中汞的输入和运移。对取自北极东西伯利亚陆架的87个表层沉积物进行了汞含量测试与分析,发现沉积物中汞含量的分... 详细信息

全球变暖导致北极地区冻土退化、海冰消融、河流径流增加及海洋动力发生变化,这些因素连同日益增加的人类活动都影响北冰洋中汞的输入和运移。对取自北极东西伯利亚陆架的87个表层沉积物进行了汞含量测试与分析,发现沉积物中汞含量的分布有显著的空间差异性,可分为近岸低汞区(33 ng/g)、陆架中部汞含量中等区(58 ng/g)和北部深水高汞区(84ng/g)。总体来看,从近岸向外海,汞含量随水深的增大而升高。结合沉积物粒度、有机碳和比表面积等指标,发现东西伯利亚陆架沉积物中黏土含量与汞含量呈现正相关,显示了沉积物粒度对汞分布的控制作用。近岸由于受河流输入、海岸侵蚀和环流分选等因素的影响,沉积物粒径较粗,导致汞含量较低,而北部陆架深水区的细粒沉积物则吸附了更多的汞。在楚科奇海和拉普捷夫海,沉积汞含量和总有机碳含量有较强的正相关性,而在东西伯利亚海相关性较弱,这可能是因为东西伯利亚海的沉积有机碳来源相对更为复杂。基于沉积汞的富集因子指标,我们认为北极东西伯利亚陆架沉积汞的污染水平整体较低,受人类活动的影响相对较弱。

关键词：表层沉积物汞含量污染水平北极东西伯利亚陆架

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北极东西伯利亚陆架沉积有机碳的地球化学特征

北极东西伯利亚陆架沉积有机碳的地球化学特征

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第五届青年地学论坛

作者：张钰莹胡利民白亚之赵嵩石学法海洋沉积与环境地质重点实验室国家海洋局第一海洋研究所山东青岛 266061 青岛海洋科学与技术国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室山东青岛 266061

基于对2016 年中俄首次联合北极科考在楚科奇海和东西伯利亚海获得的40站表层沉积物样品资料，通过分析其总有机碳(TOC)、总氮(TN)等地球化学指标以及沉积物粒度、比表面积(SSA)等沉积环境参数，重点讨论沉积有机碳来源及埋藏。

关键词：有机碳粒度比表面积源-汇过程北极东西伯利亚陆架

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百年来北极东西伯利亚陆架沉积汞的分布特征及意义

百年来北极东西伯利亚陆架沉积汞的分布特征及意义

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作者：张振虎自然资源部第一海洋研究所

学位级别：硕士

北极作为近百年来全球增暖最显着的区域,正在以两倍于全球的速度快速升温,北极快速气候变化及其环境效应已经成为当前极地研究的热点,而北极东西伯利亚陆架是开展北极地区大陆边缘海冰-海洋-河流综合控制的沉积过程和环境变化的理想区... 详细信息

北极作为近百年来全球增暖最显着的区域,正在以两倍于全球的速度快速升温,北极快速气候变化及其环境效应已经成为当前极地研究的热点,而北极东西伯利亚陆架是开展北极地区大陆边缘海冰-海洋-河流综合控制的沉积过程和环境变化的理想区域。气温升高、海冰退缩、冻土融化、径流增大、海岸侵蚀加剧以及生产力提高等北极快速变化引起了一系列大气、海洋、冰雪和陆地等多圈层间相互作用的变化,对北极地区汞的生物地球化学循环过程具有重要的影响。为了深入认识北极快速气候变化背景下沉积汞的变化特征,本论文基于2016年、2018年和2020年三次中俄北极联合考察航次在楚科奇海、东西伯利亚海和拉普捷夫海取得的表层沉积物和多管沉积短柱等样品资料,在利用Pb和Cs建立的年代框架的基础上,对沉积物样品进行了粒度、沉积汞含量、常微量元素、有机碳、氮及同位素、生物硅等测试和分析,初步探讨了北极东西伯利亚陆架沉积汞的分布特征、控制因素及污染水平,揭示了百年来沉积汞的变化及其对北极快速气候变化的响应,主要认识如下:本文对北极东西伯利亚陆架87个表层沉积物的汞进行测试,发现表层沉积物中汞含量的分布呈现出明显的空间差异性,根据沉积汞含量的分布特征可将研究区分为近岸低汞区（33 ng/g）、陆架中部汞含量中等区（58 ng/g）和北部深水高汞区（84 ng/g）,整体而言,沉积汞含量的分布由近岸向外海表现出增大的现象。结合沉积物粒度、总有机碳和比表面积等指标,我们发现东西伯利亚陆架沉积物中汞的含量与细粒黏土组分含量呈现出显着的正相关,表明沉积物粒度对汞分布有一定的控制作用。近岸由于受河流输入、海岸侵蚀和环流分选等因素的影响,沉积物粒径较粗导致汞含量较低,而北部陆架深水区的细粒沉积物则吸附了更多的汞。在楚科奇海和拉普捷夫海,沉积汞含量和总有机碳含量有较强的正相关性,而在东西伯利亚海相关性较弱,这可能是因为东西伯利亚海的沉积有机碳来源相对更为复杂。应用Pb和Cs数据建立了北极东西伯利亚陆架4根多管沉积短柱的年代框架,重建了1880年以来沉积汞的变化历史。百年来北极地区气温升高、冻土退化、海冰覆盖面积减小和河流径流增大导致向研究区输运了更多的汞,所以在LV83-15、LV83-22和LV77-35岩芯中检测出沉积汞含量整体增加的变化特征。然而在LV77-44和LV83-15岩芯中的部分时期内却发现了沉积汞含量降低的趋势,主要是因为该岩芯位于季节性海冰边缘,受海冰和径流快速变化的影响较大,该时期内海冰面积快速减退、径流明显增加,导致沉积物平均粒径变粗,进而导致沉积汞含量的降低,表明输入海洋中的汞后期受到海冰、河流等动力因素的影响,会随着沉积物粒度特征的变化而重新分布。北极东西伯利亚陆架沉积汞含量在4至119 ng/g的范围内变化,含量较低。通过对表层沉积物和多管岩芯中沉积汞的富集因子、地质累积指数和汞通量的计算发现,沉积物中汞的富集因子值大部分低于1.5,地质累积指数值大部分小于0,人为汞通量略有增加但含量较低。我们认为百年来北极东西伯利亚陆架沉积汞的含量较低且主要来源于自然过程,受人类活动的影响相对较弱,沉积汞对生态和环境的污染程度较弱。

关键词：百年来环境变化汞含量污染程度北极东西伯利亚陆架

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