末次冰消期以来北极东北陆架

对快速气候变化的响应

石学法^1,2，董　江¹，胡利民^2,3，冯　晗¹，姚政权^1,2，乔淑卿^1,2

（ 1. 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，山东 青岛 266061；

2. 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 266061；

3. 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）

论文简介：

寒冷多变的气候和广泛分布的海冰是北极地区最显著的特点。在近几十年全球变暖的背景下，北极地区的升温幅度尤为明显，导致了北极海冰覆盖面积的快速减少，并深刻影响着北极地区的海洋环境和生物地球化学循环，造成了冻土融化、海底甲烷释放和海洋酸化等一系列影响全球气候环境的现象。北极快速气候变化及其环境效应已经成为当前地球科学研究的前沿和热点问题。

北冰洋发育有世界上最宽广平坦的浅水陆架（水深 < 100 m），其中，分布在北冰洋东部区域的“北极东北陆架”，是现今北冰洋海冰变化最明显的区域。末次冰消期以来（约2万年至今），北极地区气温上升了约20℃，海平面累计上升约120 m，北极东北陆架的沉积环境、“源—汇”格局、冰盖、海洋环流、海冰和碳循环等都发生了很大变动，其沉积对气候演变的记录能够在百年—千年尺度上捕捉到现代气候的发展轨迹和特点，因而成为北极地区快速气候变化研究的理想地区。

我刊特别邀请石学法研究员及其团队，撰文综述北极东北陆架研究成果，分别从沉积物“源—汇”过程、海冰变化、碳循环和快速气候变化事件等四方面总结北极地区末次冰消期以来快速气候变化背景下陆架环境变化研究进展，并指出了目前研究中存在的若干问题，展望了未来的研究方向，以深化对北极气候和环境演化过程及其机制的研究，为评估和预测变暖背景下的北极气候环境演化格局提供依据。

作者简介：

石学法，男，1965年生，研究员、博导，现任自然资源部第一海洋研究所地质室主任、自然资源部海洋地质与成矿作用重点实验室主任、青岛海洋试点国家实验室海洋地质作用过程与环境功能实验室主任、中国大洋样品馆馆长。主要从事海洋地质和海底矿产成矿作用研究，已发表论文600余篇（其中SCI论文200篇）、专著3部，主持完成国家级项目30余项。获海洋科学技术奖、海洋工程科学技术奖、海洋创新成果奖、山东省科学技术奖、青岛市自然科学奖等科技奖励13项，获全国优秀科技工作者、国家百千万人才工程、泰山学者攀登计划等荣誉称号10项。担任多个学报编委，任中国矿物岩石地球化学学会常务理事、中国矿物岩石地球化学学会海洋地球化学专业委员会主任委员、中国海洋学会理事、中国海洋湖沼湖沼学会理事、山东省地质学会常务理事等学术职务。主要成果有：（1）对中国海及亚洲大陆边缘沉积地质学开展了系统研究，发起实施了“亚洲大陆边缘源-汇过程与陆海相互作用”国际合作项目，首次实现了我国对东西伯利亚海、白令海、鄂霍次克海、日本海、巽他陆架、泰国湾、安达曼海和孟加拉湾的海洋沉积调查研究，初步阐述了亚洲大陆边缘沉积物“源-汇”过程和机制，恢复了古环境古气候演化历史；主编了多种比例尺沉积物类型图，出版了迄今精度最高的1：100万《渤海、黄海和东海沉积物类型图》和《南海沉积物类型图》；（2）在国内率先开展了深海稀土资源调查研究，在中印度洋海盆、西太平洋和东南太平洋发现大面积富稀土沉积，划分出4个深海富稀土成矿带，提出了深海稀土成矿模式，评估了全球深海稀土资源潜；（3）领导团队在南大西洋中脊发现了大范围热液成矿区，阐述了南大西洋中脊热液硫化物分布规律和成矿机理；（4）组织建设运行了中国大洋样品馆，为我国大洋样品资源共享提供了支撑。

论文摘要：

北极快速气候变化越来越深刻影响着北极地区以及全球的环境变化，已成为当今地球科学研究的重大前沿科学问题。北极东北陆架作为世界上最宽广平坦的陆架，既是北冰洋季节性海冰形成的主要源区，又是现代海冰变化最强烈的区域，对气候变化敏感，响应强烈，属于环境脆弱地区。通过全面分析近年来国际上在末次冰消期以来快速气候变化背景下北极东北陆架环境响应的研究进展和存在的主要问题，阐述了沉积物“源—汇”过程、海冰演化历史、碳循环以及快速气候变化事件等方面取得的研究成果，发现东北陆架地区沉积物和有机碳来源复杂，时空变化强烈，气候和环境变化过程与海冰演化息息相关。未来的研究应加强现代过程的长期连续观测，重视地质记录中气候环境演变信号的精确解译，深化数值模拟技术和大数据的挖掘与使用，开展不同时间尺度北极快速气候变化及其驱动机制研究，并加强北极快速气候变化对中纬度地区特别是对东亚以及我国环境变化影响的研究。

关键词：快速气候变化；海冰变化；“源—汇”过程；碳循环；末次冰消期；北极东北陆架

引用格式：石学法, 董江, 胡利民, 等. 末次冰消期以来北极东北陆架对快速气候变化的响应[J]. 海洋科学进展, 2022,40(4): 640-659. SHI X F, DONG J, HU L M, et al. Response of the northeastern Arctic Shelf to rapid climate changes since the Last Deglaciation[J]. Advances in Marine Science, 2022, 40(4):640-659.

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