过去全球变化的重建.ppt

过去全球变化的重建
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全球变化的重建。
全球变化的动态监测。
全球变化的模拟。
以残存的过去全球变化的产物为依据，反推形成产物的环境状态，进一步推测期形成并一直保存至今的各种自然体。它们本身就是当时的环境过程的产物，记录了当时的环境状况，如古沙丘、黄土与古土壤、冰芯、树木年轮等。
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优点：
缺点：
具有更长的时间覆盖范围，分布地区广泛，能够弥补观测记录过短的不足，揭示更长时间尺度的全球变化历史。
记录不规范、连续性差、记录混杂在其它多种干扰因素之中等，需要经过提取、鉴别才能使用。
优缺点
考古和历史文献记载与古环境感应体合称代用资料。
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岩石（地层）不仅记录并保存了各种物理、化学和生物过程形成的沉积和地貌形态学信息，而且为一些生物学信息和人类文化信息提供了保存的场所；保存在冰雪圈中的冰芯记录了多种物理和化学过程；生物体在其生命活动过程中记录并保存了当时环境的信息；人类的考古遗址和历史记载也构成了十分有价值的过去全球变化的信息源。从这些信息源中可以提取出多种有价值的物理、化学、生物和人类文化信息。
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海洋沉积及深海沉积的氧同位素记录
黄土与古土壤
冰芯
树木年轮
3、代用资料
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1）海洋沉积及深海沉积的氧同位素记录
大陆架是第四纪冰期—间冰期海面升降变化影响所及的地区，从浅海沉积物中不但能够获取海面变化、浅海地区的温度变化等信息，而且可以获取一定的有关陆地上的环境变化的信息。
世界大洋彼此贯通，且沉积连续性好，用深海岩芯能够建立连续的、且能反映全球变化的时间序列。
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深海沉积中碎屑物质的含量及分布，能够获取有关大气环流状况、大气中尘埃物质含量等信息。
海洋中浮游微体生物骨骼的富集在深海沉积过程中具主导地位，由有孔虫、放射虫等微体古生物的组合或特征种属的含量可以对古水温、古盐度等环境特征进行推断。
利用有孔虫的碳酸盐介壳的18O/16O值能够定量地反映全球温度变化及冰量变化的特征。
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深海沉积氧同位素的变化
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变化原理
在寒冷的冰期里，大陆冰盖扩展，大量的低18O含量的淡水被固定在冰盖中不再回归大洋，大洋中的18O含量显著增高，由于有孔虫介壳中的CO32-与大洋中的CO32-之间处在一定的平衡状态，因此介壳中的18O也相应地增高。
另一方面，在有孔虫壳体的CO32-与周围海水中的氧同位素进行交换的过程中，18O进入到CO32-中的比重受温度的影响：水温升高，碳酸盐溶解度降低，浓集效应降低；水温降低，浓集效应增高。两种影响的效应是同向的，都是低温时18O/16O增大，
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根据δ18O值的变化，不但可以计算出有孔虫生存时期的温度，而且可以对全球冰量的变化进行推断。
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第四纪黄土沉积以黄土层和古土壤层交互沉积为特征，为风尘堆积作用和成土作用两种对立的过程彼此消长的结果。当风尘堆积作用大于成土作用时形成黄土层，反之，形成古土壤层。因此，黄土沉积与寒冷的冰期相对应，古土壤则对应于相对温暖的间冰期。根据黄土层的风化程度和古土壤层发育程度的差别，可进一步推断环境在不同时期的差别。黄土与古土壤层的交替变化是第四纪冰期—间冰期环境周期变化的反映，与深海氧同位素记录有良好的对应关系。
2）黄土与古土壤
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粒度是用来反映黄土粗细程度的指标，粒度的大小差别反映了风力搬运强度的差别。同一黄土剖面中，古土壤层的粒度较黄土层细，这种纵向上的差别在不同地区可能有不同意义，在黄土高原的南部和东部主要反映风力强度（主要是冬季风）的变化，而在黄土高原的北部和西部则与作为物源区的沙漠的进退有密切关系。
（1）黄土与古土壤中气候代用指标——粒度
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洛川晚更新世黄土剖面的气候变化记录
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