西南极乔治王岛发育有一套高钾低铝的拉斑玄武岩,夹火山碎屑岩,属于岛弧火山岩系列。该岛还保存了南极最长的冰川沉积记录,是研究南极冰盖演化历史的重要证据。乔治王岛出露的新生代陆相地层中含有丰富的植物叶、孢粉、茎干、无脊椎动物化石及鸟类足印的痕迹化石等,从始新世到早中新世,化石逐渐减少,表明植物多样性呈明显下降趋势,幸存的稀疏植被被严格限制在冰川周缘的苔原物种上。冰海相地层与古生物研究表明,晚渐新世海相地层主要对应高能环境,早中新世海相地层对应低能环境。对乔治王岛新生代古生物特征及古环境的探讨,不仅理解了古生物及多样性的变化趋势,也为重建南极古环境提供证据。
西南极冰盖对全球气候变化和海平面升高有着重要的影响,其动力学和热力学过程是极地研究的重点之一。冰盖数值模式的模拟可以在缺乏观测数据的情况下获得研究区域的动力学和热力学过程,已经成为研究南极的一种重要手段。西南极玛丽伯德地靠近福特山脉和罗斯冰架,本文使用Elmer/Ice模拟了玛丽伯德地西部区域的冰流速场、温度场和应力场。研究发现,该区域冰盖底部温度场变化较小,大部分都达到了压力融点,只有小部分区域的冰盖底部仍处于压力融点以下。使用三个不同的地热通量(80 mW·m-2,100mW·m-2,120 mW·m-2)模拟得到的底部温度场无明显差异。冰盖表面流速较快,冰盖表面的冰总体上从地势较高的区域流向地势较低的区域,垂直方向对表面冰流速影响最大;冰盖底部应力场的大小大致和冰厚的变化相反。通过高程剖面图简要分析了冰流速和冰盖应力场的变化原因,认为冰下深谷的存在可能对冰盖流速场和应力场有很大的影响。
【中文摘要】本项目借助分子地层学、年代地层学、同位素地层学、古生物地层学和运用有机生物地球化学方法，通过对西南极海域和湖泊沉积地层的划分和对比，从分子级水平定量提取古环境、古生态信息，建立这些指标与现代环境参数的定量关系- - 进而捕捉沉积地层记录中可能的生物事件和环境事件留下的痕迹。 通过特殊生物标志物及其单体碳、氢同位素（δ13C、δD）以及微体化石在地层中垂向变量- - 直接反演特有生物种群落结构和生产量变化；通过浮游有孔虫壳体的氧同位素估算海水古温度和古盐度，识别ENSO引起的海水温度和盐度异常- - 进而恢复地质历史上的ENSO事件；对比和整合研究这些特殊生物标志物及其单体δ13C和δD、环境分子标志物的精细结构、分子组合指数所反映的生物与环境事件的信息，进而揭示南极地区浮游植物群落结构和生产量对ENSO这一突发事件的生态响应和反馈、及其这一关键过程对碳循环的可能影响。
2009-01
