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GJI:中国黄土记录的松山-布容古地磁极性倒转前驱事件及其古地磁和地层学意义
来源:科技处 | 发布日期:2012-09-10

古地磁极性倒转过程的研究,不仅可以探知地球内部的动力学演化过程,而且依据极性倒转序列所建立的磁性地层柱可以为沉积物提供精确的年代约束。松山-布容(Matuyama-Brunhes)古地磁极性倒转是地质历史上距今最近的一次极性倒转,在全球不同的介质(如深海沉积物、中国黄土、极地冰芯以及火山熔岩)中得到了广泛的研究。研究表明,在MB倒转之前大约20 ka时期,存在一次极性倒转的前驱事件(MB-Precursor,简称MBP),主要表现为地磁场强度的显著降低,降幅堪比MB倒转时期。目前,对于MBP事件与MB倒转的动力学关系尚存争议,有学者认为是MBP是MB倒转的前奏,亦有人认为此事件为独立的地磁场演化过程。过去的数十年间,人们对中国黄土记录的古气候、古地磁信息进行了广泛的研究,并建立了与深海沉积物之间的气候学对比关系。黄土记录的古地磁极性事件作为海陆气候对比的主要年龄控制点,也为探讨地球内部动力学过程提供了新契机。目前尚不清楚MBP在黄土中的记录状态,包括古地磁形态学、所处地层位置等。

地质与地球物理研究所靳春胜副研究员与其合作导师刘青松研究员等对黄土高原洛川剖面第8层古土壤(S8)开展了详细的岩石磁学与5套古地磁平行样品测试,发现S8下部记录了一段约50 cm厚的磁性异常带。表现为地磁场相对古强度的显著降低,以及古地磁方向的混乱状态。通过估算布容正极性期黄土的沉积速率,以及MB倒转界线至贾拉米洛时期黄土平均沉积速率,估算得出此极性异常带位于MB倒转之前约21 ka处,与MBP事件在其它介质中的记录基本一致。因此,他们推测此极性异常带应该对应于MBP事件。

 图1:洛川剖面L8、S8五套平行样品记录的地磁场相对古强度曲线

 图2:洛川剖面记录的MB、MBP事件与其它介质对该事件记录的对比。(a)中黑线为南极冰芯10Be通量(值的大小与地磁场强度反相关),绿线为古温度。(b)中黑线为黄土记录的地磁场相对古强度曲线(5套样品的均值),绿线为磁化率。(c)为12个海洋钻孔记录的地磁场相对古强度曲线。

本项研究可能为MBP事件在全球陆相沉积物记录的首次报道。他们的研究未发现MBP作为独立古地磁事件的证据,推测该事件可能反映了MB倒转之前的地磁场不稳定过程。同时,此事件在陆相沉积物中的发现,进一步表明了该事件的全球分布性。

该研究成果近期发表在国际知名的地球物理学期刊Geophysical Journal International上(Jin et al. A precursor to the Matuyama-Brunhes reversal in Chinese loess and its paleomagnetic and stratigraphic significance. Geophysical Journal International. 2012, 190: 829–842)。

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