南海海南岛东部造礁珊瑚δ~(18)O重建月海表温度记录

南海海南岛东部造礁珊瑚δ~(18)O重建月海表温度记录

一、Monthly sea surface temperature records reconstructed by δ~(18)O of reef-building coral in the east of Hainan Island, South China Sea(论文文献综述)

肖杭芳[1](2021)在《造礁珊瑚的元素和同位素地球化学 ——南海北部晚全新世气候记录重建及生物活动替代指标探索》文中研究指明重建晚全新世以来南海北部的气候环境变化记录,对了解我国和其他东亚地区的气候环境演变规律及其与人类文明演替关系具有重要意义。从地球系统科学的角度来讲,气候环境的演变与人类社会和自然生态系统的发展是长期的协同演化过程,即人类社会和自然生态系统对气候环境变化的响应和适应过程。因此探索生物对过去气候变化的适应机制在气候环境演变研究中也十分重要。造礁珊瑚是海洋中生物多样性和生产力最高的生态系统,对气候环境变化非常敏感,是海洋气候环境变化和生态系统协调演化过程的绝佳记录者。本论文以造礁珊瑚为研究对象,一方面通过对采集自南海北部海南岛东部沿岸的一系列化石滨珊瑚进行年分辨率的Sr/Ca比值和δ18O分析,系统重建了该区域在~167-309CE(公元初期)和~3500-4000 yr BP(中青铜时代冷期,Middle Bronze Age Cold Epoch:MBACE)这两个时段的海表温度(sea surface temperature:SST)和海水δ18O(δ18Osw)变化特征;另一方面,为了进一步探索能够表征珊瑚内部生物活动的替代指标,对采集自澳大利亚大堡礁和南海北部三亚鹿回头礁不同种类的珊瑚骨骼样品的δ66Zn、δ65Cu展开了研究。通过上述研究,本论文取得如下进展:(1)在公元初期167–309 CE期间,南海北部的SST长期均值约为25.1℃,δ18Osw长期均值约为-0.06‰,相比于当前暖期(1853–2011 CE,SST长期均值约为26.6℃,δ18Osw长期均值约为0.40‰),表现为相对寒冷和潮湿的气候特征,与该地区小冰期(Little Ice Age:LIA)时期气候条件相当。公元初期的寒冷气候可能与较弱的夏季太阳辐照度有关,潮湿的环境则可能是与东亚夏季风减弱导致的热带辐合带(intertropical convergence zone:ITCZ)/季风降雨带南移有关。此外,公元初期SST和δ18Osw记录的年际和年代际变化可能与ENSO和太平洋年代际振荡(Pacific decadal oscillation:PDO)有关。(2)在~3850–3750 yr BP中青铜时代期间,南海经历了一次快速剧烈的气候变化事件。从~3850 yr BP开始的100年间,年平均SST和δ18Osw值分别下降了~3℃和~0.65‰,之后缓慢回升。珊瑚记录的这次快速气候变冷、变湿事件与我国内陆的石笋记录和西太平洋的有孔虫记录具有很好的一致性。具体而言,石笋δ18O记录表明我国内陆在这段时期快速变冷变干,有孔虫Mg/Ca和δ18O记录表明西太平洋在这段时期海表温度迅速下降、降雨迅速增多。另外,珊瑚记录也证实了史前夏朝大洪水发生在~3870 yr BP。研究认为大禹治水的成功除了其治水能力外,气候自身变化导致的内陆变干也助推了水患的自然消失,而夏朝的灭亡很可能与这次快速变冷变干的气候变化事件有关,为了解夏朝文明的演化提供了新的见解。研究结果还表明北大西洋和欧洲地区的中青铜时代冷事件是一次全球性的事件,并可能与太阳辐射和/或北大西洋气候变化引起的夏季风的强度变化有关。(3)对于珊瑚骨骼δ66Zn的研究表明,滨珊瑚骨骼中的月分辨率δ66Zn组成存在显着的变化(-0.01‰~0.61‰),但其变化与其他珊瑚气候和环境替代指标以及器测环境参数之间的相关性较弱;另外,不同种类珊瑚骨骼Zn含量和δ66Zn表现出显着的种间差异。根据这些发现可以推测珊瑚骨骼月分辨率δ66Zn变化并非是直接由周围海水环境和化学组成的变化引起的,而是主要受珊瑚生物活动控制。珊瑚骨骼的Zn同位素分馏可能是内部生物过程产生的活性氧(reactive oxygen species:ROS)的数量变化引起的,而环境因素(如SST)主要通过介导生物过程而间接影响骨骼中δ66Zn的变化。因此,珊瑚骨骼δ66Zn在古环境和古气候重建中起的作用有限,但它能为珊瑚生物活动对环境变化的响应提供有价值的见解。(4)对珊瑚骨骼δ65Cu的研究表明,滨珊瑚骨骼的月分辨率δ65Cu组成变化范围较小(-0.09‰~0.34‰),无明显的变化规律,与气候环境因子之间的相关性差,不适合作为示踪气候/环境变化的替代指标。此外,不同种类珊瑚体内的δ65Cu值存在显着的种间差异(0.02‰~0.57‰),并与受生物过程影响的δ98Mo存在很好的正相关关系,因而骨骼的δ65Cu值受珊瑚生命效应的影响。

陶士臣,张会领,余克服,施祺,孟敏,严宏强,刘国辉,陈特固[2](2021)在《近500年西沙群岛海面温度年际变化的珊瑚记录及其环境意义》文中研究表明在南海西沙群岛(15.76°~17.13°N,111.18°~112.90°E) 5条年分辨率的滨珊瑚生长率(即每年生长宽度,mm/a或cm/a)序列和4个U-Th年龄的基础上,根据珊瑚生长率与器测海温的显着正相关关系特征并建立的转换方程,定量重建了近500年(1520~2007 A.D.)连续的年分辨率的西沙海温历史。这一时期的海温变化可以分为两个主要阶段:1) 1520~1825 A.D.以小幅波动为主,略有下降(-0.21±0.07℃)。2) 1826~2007 A.D.整体呈上升趋势(0.93±0.15℃),其中1826~1899 A.D.快速上升(1.0±0.13℃); 1900~1971 A.D.小幅波动,略有下降(-0.16±0.19℃); 1972~2007 A.D.再次上升(0.55±0.30℃)。同时,近500年来西沙海温具有显着的年际、十年际和多年代际周期,分别对应于ENSO、太阳活动和太平洋多年代际涛动(PDO)。珊瑚生长率记录的西沙海域持续升温始于1820年代后期,与西太平洋暖池区的升温起始时间相当,但略早于全球其他区域,体现了南海海域对赤道海域海洋环境变化的敏感响应。

党少华[3](2020)在《南海北部珊瑚记录的4.2ka气候事件》文中研究说明作为影响人类早期文明演化的重要气候事件,4.2ka气候事件的演化过程和驱动机制一直存在争议。通过重建4.2ka气候事件期间热带海洋的高分辨率气候变化对于理解4.2ka气候事件的过程和驱动机制具有重要意义。本文选取生长在4.2ka气候事件期间西沙群岛和海南岛文昌海域的7块澄黄滨珊瑚(Porites lutea)样品作为材料,它们覆盖年代分别为4420-4312 a BP(YX10-60),4189-4112 a BP(YX10-38),4181-4177 a BP(WC45),4052-4005 a BP(YX10-12),3996-3978 a BP(WC92),3800-3793 a BP(WC94),和3775-3757 a BP(WC42)。基于所测量的骨骼生长率重建了年分辨率的海水表层温度(SST,Sea Surface Temperature);基于测试的Sr/Ca值和δ18O值,重建了月分辨率的SST和海水表层盐度(SSS,Sea Surface Salinity)。对获得的SST和SSS数据进行插值处理、滤波分析、频谱分析和交叉谱分析,重建了南海北部在4.2ka气候事件期间的气候特征,获得以下结论:(1)生长率和Sr/Ca记录所重建的SST均显示在整个4.2ka气候事件期间其温度低于现代2℃,南海北部处于冷期。在该气候事件的早中期阶段(4500-4100 a BP),SST呈现下降趋势,但年代际波动较小;在该气候事件的晚期(4100-3800 a BP),年内、年际、年代际SST均呈现大幅度波动,波动幅度远高于现代。(2)基于海南岛文昌海域滨珊瑚中的Sr/Ca和δ18O记录,我们重建了当地在4.2ka气候事件期间的雨季变化。结果显示,南海北部在4.2ka气候事件的雨季主要发生在夏末-初冬时节(8-12月)和秋末-初春时节(11-3月),明显不同于现代(5-9月)。雨季的变化使得南海北部在当时呈现出“夏干冬湿”的气候特征。(3)基于珊瑚重建的SST变化,我们重建了4.2ka气候事件期间的多尺度ENSO(El Nino-Southern Oscillation)活动。结果表明,4.2ka气候事件期间气候背景以持续性的La Nina态为主。但在4000a BP前后,气候在La Nina态和El Nino态之间频繁转换,SST呈现大幅度冷、暖波动,这可能与东太平洋型(极端型)El Nino事件骤然增多造成短时间内ENSO活动迅速增强有关。(4)ENSO活动是导致4.2ka气候事件的重要原因,表现在持续性的La Nina态气候背景叠加上两次短时间尺度的El Nino态气候突变。持续性的La Nina态气候不仅导致了当时的低温气候背景,也通过影响雨季变化造成毗邻区域出现夏季暖干、冬季冷湿的气候特征。这种气候特征叠加上突变的El Nino态气候导致当时旱、涝灾害频发,社会生产力下降,造成了当时诸多人类文明的衰落。

邓文峰,韦刚健,陈雪霏,肖杭芳,郭炀锐[4](2019)在《全新世南海气候环境变化的珊瑚地球化学记录》文中研究说明重建全新世以来南海气候环境演变记录对了解我国乃至东亚地区气候环境的演变规律具有重要的意义。造礁珊瑚在热带海洋气候环境演变研究方面具有独特的优势。最近二十年来,基于珊瑚地球化学记录的全新世南海气候环境演变研究取得了大量成果。本文对在季节-年际-年代际-千年际尺度的气候变化、海水pH、生态演化和人类活动等研究方面获得的代表性成果进行了总结,提出传统的珊瑚古气候研究需要从重建气候环境记录、探讨气候变化问题上升到研究珊瑚对气候环境变化的适应性演变机制、珊瑚礁生态系统和气候环境协同演化过程,以适应地球系统科学发展的要求。

郭炀锐[5](2019)在《生物碳酸盐团簇同位素分馏研究》文中进行了进一步梳理基于碳酸根中13C-18O键的相对丰度与温度的关系,碳酸盐团簇同位素组成(Δ47)具有独特的温度指示能力,而且不受碳酸盐沉淀时流体组成的影响,是古气候古环境研究中最具潜力的温度代用指标之一。然而,目前人们对Δ47的特征和其与氧同位素(δ18O)分馏关系的了解十分有限,对于生物碳酸盐(如蜗牛壳体和珊瑚骨骼)Δ47特征以及“生命效应”而导致的非平衡分馏的认识也相当不足。理解这些分馏特征及其机制有利于更好地应用该指标解决与温度相关的地球科学问题。为此,本论文系统地综述了碳酸盐团簇同位素体系的基本原理、分析方法和应用进展。在此基础上,我们通过自主搭建CO2提取纯化系统和开发同位素比值质谱(253 Plus)分析流程,建立了碳酸盐Δ47的分析方法。利用气体标准标定碳酸盐的Δ47值,碳酸盐标样测量值的长期重现性达到了国际先进水平。我们在25°C和90°C条件下进行了生物碳酸盐的蚀变实验,测试了蚀变后碳酸盐的δ13C、δ18O和Δ47同位素组成以探讨其动力学分馏特征。结果表明,在溶液中珊瑚骨骼的文石向方解石转化过程中,碳酸根离子Δ47分馏的速率远低于δ18O。这使得转化后的方解石保持着原始文石的团簇同位素信息,而18O则与溶液发生显着的同位素交换。因此,相比氧同位素温度计,团簇同位素温度计在蚀变碳酸盐上的应用可能更加可靠。我们分析了我国代表性季风气候区域的陆生蜗牛全壳体的Δ47。通过与器测环境温度比对,发现壳体Δ47值反映了蜗牛生长时期的平均体温,而与年均气温之间没有显着相关性。壳体Δ47值很可能受蜗牛生理学或行为学的影响而无法记录极端环境温度。结合氧同位素温度计和模型计算,我们认为在大气相对湿度较高时(90%),由Δ47温度推导的蜗牛体液δ18O能更有效地指示降雨的δ18O,因此,蜗牛壳体的团簇同位素在重建陆地古降水研究中有潜在的应用价值。我们分析了南海滨珊瑚骨骼Δ47在不同时间尺度上的变化特征,结果表明,与无机成因碳酸盐相比,珊瑚Δ47值明显受生命效应的影响,呈现出显着偏正的特征,但与表层海水温度有显着的线性关系,因此具有指示海水温度的应用潜能。珊瑚个体间和个体内部的对比结果表明,在年际尺度上,珊瑚的Δ47值受珊瑚个体间或个体内部差异的影响并不显着。然而,在季节尺度上,珊瑚个体内部同时期不同生长部位的Δ47偏正程度存在明显差异,同时伴随着δ13C的显着差异。对此,我们认为珊瑚新陈代谢产生的CO2参与钙化时可能影响了其骨骼中Δ47偏离了平衡分馏状态。

黄志雄[6](2019)在《砗磲壳体反演基里巴斯珊瑚礁系统的环境变化》文中研究表明近年来,砗磲贝壳以其长寿命、高分辨率、环境信息记录完整、生长条纹清晰等优点,成为研究中低纬度珊瑚礁生态系统中环境变化的理想材料。本研究的砗磲贝壳采自基里巴斯西部的马拉凯环礁(2°00’N,173°16’E),位于赤道太平洋中部、西太平洋暖池的东部边缘。该区域为典型的海洋性气候,受到ENSO(E1 Nino-Southern Oscillation,厄尔尼诺-南方涛动)的影响强烈,且人类活动的干扰有限,是研究中低纬度气候的理想实验场所。通过测定砗磲生长速率、壳体碳(δ13C)、氧同位素(δ18O)、锶钙比值(Sr/Ca)以及壳体有机氮同位素(skeleton-bound organic δ15N),本研究较为系统地论述了砗磲壳体各指标在反演珊瑚礁系统环境信息的应用。主要发现如下:1)砗磲的生长速率与日照强度的替代指标Sr/Ca比值呈正相关,这表明砗磲的生长速率会受到光的抑制作用。2)砗磲壳体的δ18O的正偏现象与该地区低降水事件相关,在低降水时期,海水蒸发相对降雨较多,而蒸发的过程中会带走更多的16O,使水体中的18O含量相对增加,进而使生活在水体中的砗磲的壳体δ18O也升高。较大的δ18O正偏事件(δ18O变化大于0.5‰)可能和拉尼娜现象的发生有关,在拉尼娜时期,马拉凯环礁地区降水显着变小,干旱现象频繁;较小的正偏(δ180变化小于0.5‰)可能与旱季低降雨、高蒸发相关。3)砗磲壳体有机氮同位素与指针ENSO的SOI(southern oscillation index,南方涛动指数)变化趋势相同,说明了壳体有机氮同位素可以记录太平洋地区ENSO变化所引起的东、西太平洋水团的震荡事件。东太平洋水团中的硝酸盐δ15N较大,而西太平洋水团由于积累了固氮的信号,水体中的硝酸盐δ15N较小。当厄尔尼诺发生时,东太平洋水团向东回撤,西太平洋水团入侵,使壳体有机氮同位素向负偏。此外,本研究还对比了马拉凯环礁东、西边砗磲样品各个参数之间的差异,探讨在大的环境变化背景下,局部区域环境的差异,发现:4)环礁东边样品的Sr/Ca比值较小,表明东边水体中光照强度较大,高的光照会抑制砗磲的生长,在生长速率上表现为环礁东边砗磲的生长速率整体上低于西边。环礁西边样品的壳体氧同位素较东边的轻0.2‰,推测是由于两边水文环境差异造成δ18O所记录的信号不同所导致。环礁西边水体季节性层化,水体交换速率慢,使得西边砗磲W01、W04的壳体氧同位素更多反映的是降雨的信号,而东边则混合良好,底层海水的信号稀释了降雨的信号,所以东边砗磲E01的壳体氧同位素更多反映的是海水的信号,而降雨的氧同位素要比海水的轻。另外,马拉凯环礁西边砗磲壳体的碳同位素值整体上较东边轻0.6‰,推测是由于东、西边生物群落差异造成的:环礁西边以浮游藻类为主,而东边生物量较大以底栖动物为主,故而东边海水中DIC(溶解无机碳)的消耗量要大于西边水体,使得东边水体的碳同位素值较重。此外,环礁东边砗磲E01壳体有机氮同位素在3.9-11.0‰之间变化,平均值为8.6‰,西边砗磲W04壳体有机氮同位素在4.6-11.7‰之间变化,平均值为8.9‰,这两个样品的壳体有机氮同位素值没有显着差异,表明控制马拉凯环礁东、西边的水团没有差异,但是环礁东、西边砗磲壳体有机氮同位素的波动方式却有明显差异:东边砗磲壳体有机氮同位素波动较为平缓,主要是低频的信号,西边波动的较为频繁,在低频的信号中夹杂着高频的波动。这两个样品低频的波动是由东、西太平洋水团震荡引起的。对于西边样品壳体有机氮同位素高频的变化,我们推测其原因为:在马拉凯环礁西边,由于环礁的遮挡作用,季节性风浪方向的改变会引起水动力的变化,从而使水体混合程度发生改变,这导致了表层水体中硝酸盐的氮同位素值发生季节性变化,最终使砗磲壳体有机氮同位素发生季节性震荡。而环礁东边长期暴露于高的水动力条件下,水体混合良好,无季节性差异,故东边砗磲壳体有机氮同位素没有季节性高频的波动。本研究首次成功地建立起砗磲壳体有机氮同位素的测量方法,这对研究珊瑚礁氮循环过程具有重要的意义。同时,还首次实现了XRF岩芯扫描仪对砗磲壳体进行Sr/Ca 比值的测量,扩展了砗磲微量元素无损分析在环境反演方面的应用。

Dongjie Bi,Daojun Zhang,Shikui Zhai,Xinyu Liu,Chun Xiu,Xiaofeng Liu,Aibin Zhang[7](2019)在《The relative changes of a sea surface temperature in the South China Sea since the Pliocene》文中提出The reconstruction of sea surface temperature(SST) is a key issue in research on paleoceanography. The recently related studies are mainly concentrated on the Quaternary. The skeletons of a typical species of benthonic foraminifer(Amphistegina radiata) in the top 0–375.30 m interval of Well "Xike-1" reef core, Shidao Island, the Xisha Islands, are uniformly selected. The ratios of magnesium to calcium concentrations and other indicators are analyzed by an electron microprobe analysis(EMPA) with the purpose of estimating the paleo-SSTs since the Pliocene and further investigating the periodic change law of paleoclimate in the South China Sea(SCS).Meanwhile, the geologic significance of paleoclimatic events in the SCS is discussed with global perspectives. The results indicate that the paleo-SSTs reconstructed by the ratios of magnesium to calcium concentrations in the SCS show a general periodic trend of "high–low–high–low" in values changes since the Pliocene. By comparison,the fluctuations of reconstructed paleo-SSTs are much stronger in the Quaternary. Moreover, the variations of the ratios of magnesium to calcium concentrations in the A. radiata skeletons have recorded a series of major paleoclimatic events since the Pliocene, of which the Quaternary glaciation events and the Arctic ice cap forming events during the late Pliocene are more significant. Thus, using the changes of the ratios of magnesium to calcium concentrations in the A. radiata skeletons from Well "Xike-1" reef core to reflect the relative changes of paleo-SSTs is a relatively feasible and reliable way in the SCS, which is also proved by the correlation of drilling cores characteristics in this area.

林丽芳,余克服,陶士臣,韩韬,张会领[8](2018)在《南海黄岩岛珊瑚记录的1780-2013年的表层海温年代际变化特征》文中进行了进一步梳理基于南海中部黄岩岛滨珊瑚生长率与表层海温距平(SSTA)的正相关关系,重建了1780-2013年(共234年)黄岩岛海域SSTA年际变化序列。结果表明,1780-1890年SSTA总体偏低,平均为-0.2℃,最低SSTA为-1℃(1837年),对应于小冰期晚期;1890年以来SSTA总体呈阶段性上升,其中1971-1998年升温最快,1998年达到峰值(2℃),之后SSTA略呈下降趋势,冷暖变化与北半球陆地温度变化基本是同步的。频谱分析显示,黄岩岛海域SSTA在过去234年主要呈现出2634 a的冷暖周期波动,其相位转变基本与太平洋年代际振荡冷-暖位相同步。近234年来南海中部黄岩岛海域SSTA的年代际变率并不是持续不变的,1890年以来该海域SST年代际变率出现明显增强,可能与全球变暖导致的海洋内部变率的变化有关。考虑到热带西南太平洋SST年代际变率同样在1890年也发生了一次转变,我们认为这些证据可能指示了整个热带太平洋内部变率在1890年以后发生了一次转变。

梅衍俊,邵达,刘文齐,杨文卿,杨仲康,谢周清,孙立广[9](2018)在《南海砗磲壳体成分及生物有机特征分析》文中提出砗磲(Tridacna spp.)作为地质历史时期以来最大的海洋双壳类生物,因其碳酸盐壳体有明显的年纹层甚至日纹层,正逐渐成为一种重要的高分辨率古气候研究载体.在利用砗磲壳体进行古气候研究之前需要判断其碳酸盐壳体是否发生方解石化.对采自中国南海的5个砗磲壳体进行X射线衍射(XRD)测试,并对1个现代砗磲和1个古代砗磲进行差热-热重测试和顶空富集加气相色谱/质谱联用分析.结果显示,砗磲内壳没有发生方解石化,为文石相;主要无机成分为CaCO3,质量分数为96.5%97.2%,有机成分质量分数在2.8%3.5%,包括多种有机物,如十六烷及17种氨基酸.部分砗磲外壳发生了明显的方解石化.本研究提出了判别砗磲文石壳体是否方解石化的方法,并初步确定了砗磲壳体组分及含量,这是利用砗磲文石壳体研究气候环境变化的前提和依据.

梅衍俊[10](2018)在《南海砗磲记录:海表温度及气候环境变化》文中研究说明气候环境变化一直是国际社会关注的焦点问题,随着现代气候研究的蓬勃发展,古气候古环境的研究也日益兴起。热带海洋环境变化在全球气候系统演变中占有重要地位,本研究利用新兴的气候环境研究载体砗磲,重建过去7000年以来南海地区海表温度(SST)变化,并得到南海砗磲壳体Hg和δ13C序列,以反映气候环境变化和人类活动带来的影响。本论文将从以下三个方面进行讨论:1.砗磲壳体成分及生物有机特征分析砗磲作为地质历史时期以来最大的海洋双壳类生物,因其碳酸盐壳体有明显的年纹层甚至日纹层,正逐渐成为一种重要的高分辨率古气候研究载体。由于文石类贝壳在长期地质历史作用下会发生方解石化,从而导致原来记录的气候环境信息发生改变,因而在利用砗磲壳体进行古气候研究之前需要判断其碳酸盐壳体是否发生方解石化。对采自中国南海的58个砗磲壳体进行X射线衍射(XRD)分析,并对一个现代砗磲和一个古代砗磲进行差热-热重测试和顶空富集加气相色谱/质谱联用分析。结果显示砗磲内壳没有发生方解石化,为文石相;主要无机成分为CaCO3,含量为96.5-97.2%,有机成分含量在2.8-3.5%,包括多种有机物,如十六烷及17种氨基酸。部分砗磲外壳发生了明显的方解石化。本研究提出了判别砗磲文石壳体是否方解石化的方法,并初步确定了砗磲壳体组分及含量,这是利用砗磲文石壳体研究气候环境变化的前提和依据。2.南海砗磲Sr/Ca比值方法对比及过去7000年以来SST变化对采自南海的5个砗磲(1个现代砗磲、4个化石砗磲)进行了两种高分辨率Sr/Ca比值分析。电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)得到的Sr/Ca比值呈现出年周期变化,且与SST呈现负相关关系,这表明Sr/Ca可作为良好的SST替代性指标。ICP-OES是测试砗磲壳体Sr/Ca常用的方法,但大量的样品需要钻样及预处理,相当耗时。而同步辐射X射线荧光分析(SR-XRF)可以克服这些缺点,它只需要前期的样品制备,并允许固态样品原位无损快速分析,具有高空间分辨率(微米级)、高灵敏度和多元素分析的特点。在本研究中,探讨用SR-XRF方法测试砗磲样品化学元素的可行性,结果显示SR-XRF数据能够揭示元素含量及其比值变化。且SR-XRF测得的砗磲Sr/Ca与ICP-OES法测得的Sr/Ca通过相关统计分析发现其显着性水平P值(5个砗磲样品的P值均<0.05)非常显着,表明高分辨率SR-XRF测得的砗磲Sr/Ca比值在一定程度上代替ICP-OES法的可能性非常大。本研究还得到南海地区60个砗磲内壳Sr/Ca比值序列,定量重建了过去7000年该地区的SST变化,砗磲中记录了中晚全新世的几次冷事件,如5.5 ka BP、4.2 ka BP、2.8 ka BP事件,同时还记录了中世纪暖期(MWP),结果表明MWP温度没有超过现代温度,与IPCC第四次报告认为的最近十年是过去1300年以来最温暖的十年、IPCC第五次报告认为最近30年是过去1400年以来最温暖的30年的结果相一致。3.过去7000年以来砗磲中Hg元素含量变化与气候变化、人类活动的关联人为活动导致的汞排放已经明显改变了全球汞循环,汞污染问题已成为国际关注的区域和全球环境问题。有关环境汞及其影响的研究也成为环境科学研究的热点之一。然而,我们仍然缺乏可靠的、长尺度的海洋Hg记录。本研究首次利用来自南海砗磲记录过去7000年以来Hg元素含量和δ13C的变化,反映其与气候变化、人类活动之间的关系。结果显示历史时期以来砗磲δ13C可能与大气CO2的浓度有密切的关系,人类活动导致的Suess效应能够在砗磲壳体δ13C中记录下来;砗磲壳体Hg含量变化与气候变化和人类活动有关。7000-4500 a BP,Hg变化主要受控于自然因素,与气候变化相对应,冷期时大气Hg发生沉降,海洋中积聚了高浓度的Hg,导致砗磲中Hg含量偏高。4500-1000 a BP是气候变化和人类活动共同作用下的时期,此时期气候频繁变化、社会动荡、文化更迭,导致砗磲中Hg含量表现出强烈的波动,说明人类活动对砗磲Hg记录的影响逐渐加重。1000 a BP,由于人类活动排放加剧,大气CO2含量剧烈上升,导致砗磲Hg含量急剧上升而δ13C数值严重负偏,此时间段主要受控于人类活动影响。我们的结果表明砗磲Hg含量可受气候变化和人类活动的影响,反映了海水Hg的浓度变化,可以据此研究表层海水对大气汞沉降的反映。

二、Monthly sea surface temperature records reconstructed by δ~(18)O of reef-building coral in the east of Hainan Island, South China Sea(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、Monthly sea surface temperature records reconstructed by δ~(18)O of reef-building coral in the east of Hainan Island, South China Sea(论文提纲范文)

(1)造礁珊瑚的元素和同位素地球化学 ——南海北部晚全新世气候记录重建及生物活动替代指标探索(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 气候变化记录重建和珊瑚生物活动对气候变化的响应探索
        1.1.1 南海北部晚全新世特征时期高分辨率古气候重建的意义及进展.
        1.1.2 珊瑚礁生态系统对气候环境变化的适应性的探索
    1.2 造礁珊瑚古气候重建中常用的地球化学指标
        1.2.1 海表温度——δ~(18)O、Sr/Ca、Mg/Ca、Li/Mg
        1.2.2 海水盐度——Δδ~(18)O
        1.2.3 海水pH——δ~(11)B
        1.2.4 陆源输入和洪水事件——Ba/Ca、Mn/Ca、Y/Ca、REEs
        1.2.5 生物活动——δ~(13)C
    1.3 造礁珊瑚生物活动演变及古环境示踪的新型替代指标拓展
        1.3.1 非传统稳定同位素
        1.3.2 团簇同位素——Δ_(47)
        1.3.3 B/Ca与 δ~(11)B联用
    1.4 本论文的研究内容及拟解决的科学问题
    1.5 完成的工作量
第2章 南海北部晚全新世特征时段高分辨率气候变化记录重建
    2.1 引言
    2.2 材料与方法
        2.2.1 珊瑚样品
        2.2.2 珊瑚样品前处理
        2.2.3 U-Th定年与年龄框架建立方法
        2.2.4 地球化学分析
        2.2.5 数据计算及对比研究方法
    2.3 结果
        2.3.1 公元初期时段重建结果
        2.3.2 青铜时代中期重建结果
    2.4 讨论
        2.4.1 公元初期南海北部的海表温度和水文特征
        2.4.1.1 珊瑚记录的适用性
        2.4.1.2 珊瑚Sr/Ca比值重建的SST记录
        2.4.1.3 基于珊瑚的 Sr/Ca和 δ~(18)O计算的 δ~(18)O_(sw)记录
        2.4.2 青铜时代中期西太平洋地区的快速降温事件
        2.4.2.1 珊瑚记录的可靠性
        2.4.2.2 与其他记录对比
        2.4.2.2.1 SST
        2.4.2.2.2 δ~(18)O_(sw)
        2.4.2.3 对中国朝代更替可能的影响
    2.5 小结
第3章 浅水珊瑚骨骼锌和铜同位素组成特征及指示意义
    3.1 引言
    3.2 材料与方法
        3.2.1 珊瑚样品
        3.2.2 地球化学分析
        3.2.2.1 Zn和Cu元素含量分析
        3.2.2.2 Zn和Cu的化学分离
        3.2.2.3 δ~(66)Zn和 δ~(65)Cu测试
        3.2.2.4 Sr/Ca元素比值及δ~(18)O分析
        3.2.3 年龄框架建立
        3.2.4 气候和环境记录
        3.2.5 数据统计
    3.3 结果
        3.3.1 珊瑚骨骼Zn元素及同位素测试结果
        3.3.2 珊瑚骨骼Cu元素及同位素测试结果
    3.4 讨论
        3.4.1 浅水珊瑚骨骼Zn同位素的影响因素探索
        3.4.1.1 温度
        3.4.1.2 海水δ~(66)Zn变化
        3.4.1.2.1 河流输入
        3.4.1.2.2 生物吸收
        3.4.1.3 内部生物活动
        3.4.2 浅水珊瑚骨骼Cu同位素的影响因素探索
        3.4.2.1 环境因子对月分辨率珊瑚骨骼Cu浓度和δ~(65)Cu组成的影响
        3.4.2.2 珊瑚生命效应对骨骼δ~(65)Cu组成的影响
        3.4.2.3 珊瑚骨骼δ~(65)Cu作为海水δ~(65)Cu示踪剂的可能性
    3.5 小结
第4章 结论与展望
    4.1 主要结论
    4.2 不足与展望
参考文献
附录
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果

(2)近500年西沙群岛海面温度年际变化的珊瑚记录及其环境意义(论文提纲范文)

0 引言
1 研究区域、样品和方法
2 结果
3 讨论
    3.1 西沙海温与器测记录的对比
    3.2 西沙海温与其他代用指标重建结果的异同
    3.3 西沙海温变化的驱动机制影响
4 结论

(3)南海北部珊瑚记录的4.2ka气候事件(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 引言
    1.1 4.2ka气候事件及其研究意义
    1.2 4.2ka气候事件的研究进展
        1.2.1 4.2ka气候事件的分布
        1.2.2 4.2ka气候事件的起止时间
        1.2.3 4.2ka气候事件的温度变化特征
        1.2.4 4.2ka气候事件的水文变化特征
        1.2.5 4.2ka气候事件驱动机制的争议
    1.3 热带气候在4.2ka气候事件中的研究意义
    1.4 珊瑚在古气候研究中的应用与意义
    1.5 本研究目的、创新点及数据量统计
        1.5.1 研究目的
        1.5.2 研究创新点
        1.5.3 研究数据量统计
第二章 研究区域概况及样品情况
    2.1 研究区气候概况及选点依据
        2.1.1 西沙群岛永兴岛海域
        2.1.2 海南岛文昌海域
    2.2 研究样品介绍
第三章 4.2ka气候事件期间西沙海域珊瑚生长率记录的SST变化及其所反映的ENSO活动
    3.1 南海珊瑚生长率研究现状
    3.2 珊瑚生长率的测量
    3.3 西沙海域珊瑚生长率的影响因素
    3.4 西沙海域4.2ka气候事件期间珊瑚生长率-SST的阶段性特征
    3.5 西沙海域4.2ka气候事件期间SST的频谱特征和驱动分析
    3.6 西沙海域对4.2ka气候事件期间ENSO活动的响应与记录
        3.6.1 西沙海域对ENSO活动的响应方式
        3.6.2 4.2ka气候事件期间的ENSO活动状态
    3.7 本章小结
第四章 4.2ka气候事件期间西沙海域珊瑚Sr/Ca-SST分析及其所记录的ENSO变化
    4.1 珊瑚Sr/Ca记录SST变化的原理
    4.2 珊瑚Sr/Ca的实验分析与数据的校准和插值
        4.2.1 实验分析过程
        4.2.2 实验数据的校准
        4.2.3 数据的插值
    4.3 珊瑚Sr/Ca温度计
    4.4 SST重建结果及变化特征
        4.4.1 SST变化的季节性特征
        4.4.2 SST变化的频谱特征
    4.5 ENSO活动的重建及其对亚洲季风的影响
        4.5.1 ENSO活动的重建
        4.5.2 4000aBP时期亚洲季风系统的减弱
    4.6 本章小结
第五章 4.2ka气候事件期间文昌海域珊瑚记录的雨季变化及其驱动因素分析
    5.1 重建文昌地区4.2ka气候事件时期雨季变化的意义
    5.2 珊瑚重建雨季变化的原理介绍
    5.3 珊瑚样品的处理与实验方法
        5.3.1 样品的预处理与取样
        5.3.2 珊瑚样品Sr/Ca实验分析
        5.3.3 珊瑚样品δ~(18)O的分析
    5.4 雨季变化的重建与论证
        5.4.1 SST和 SSS的重建
        5.4.2 SST和 SSS数据的插值处理
        5.4.3 SSS和降雨的关系
        5.4.4 SST和 SSS相位关系的计算
        5.4.5 温度与降水的解耦关系
    5.5 雨季变化的驱动因素及其与ENSO事件间的联系
        5.5.1 ENSO信号的提取
        5.5.2 ENSO的变化模态分析
        5.5.3 ENSO模态强迫雨季变化的驱动机制
    5.6 本章小结
第六章 4.2ka气候事件的驱动机制
    6.1 珊瑚记录的多尺度SST变化
    6.2 ENSO活动对4.2ka气候事件的驱动
第七章 结论
    7.1 主要结论
    7.2 存在问题及未来展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文目录

(4)全新世南海气候环境变化的珊瑚地球化学记录(论文提纲范文)

0 引 言
1 季节尺度温度和降雨的解耦记录
2 超强厄尔尼诺事件记录
3 年代际气候变化记录
4 近2000年来的气候环境变化记录
5 海水pH重建记录
6 生态演化记录
7 人类活动记录
8 问题与展望

(5)生物碳酸盐团簇同位素分馏研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 碳酸盐——古气候研究的重要载体
    1.2 常用的气候环境代用指标
        1.2.1 氧同位素温度计
        1.2.2 其他古温度计
    1.3 团簇同位素
        1.3.1 同位素与同位素体
        1.3.2 团簇同位素的量化指标——Δ值
    1.4 碳酸盐团簇同位素温度计
        1.4.1 团簇同位素的温度效应
        1.4.2 碳酸盐酸解与团簇同位素分馏
        1.4.3 团簇同位素温度计精度
        1.4.4 碳酸盐团簇同位素温度校正曲线争议
    1.5 本论文研究拟解决的科学问题
    1.6 完成的工作量
第2章 碳酸盐团簇同位素分析方法的建立
    2.1 导言
    2.2 分析方法
        2.2.1 气体制备
        2.2.2 气体纯化
        2.2.3 质谱分析
    2.3 数据处理与标准化
    2.4 气体标准测试结果
    2.5 碳酸盐标准测试结果
    2.6 影响Δ_(47)测试因素评估
        2.6.1 气体污染
        2.6.2 碳酸盐前处理
        2.6.3 样品量
        2.6.4 磷酸密度
    2.7 小结
第3章 文石向方解石转化中团簇同位素和氧同位素动力学分馏
    3.1 导言
    3.2 材料与方法
        3.2.1 实验材料
        3.2.2 转化实验
        3.2.3 矿物学观察
        3.2.4 碳酸盐的同位素组成分析
        3.2.5 溶液氧同位素组成分析
    3.3 结果
    3.4 讨论
        3.4.1 文石-方解石转化的控制因素
        3.4.2 碳同位素变化的解释
        3.4.3 氧同位素非平衡分馏
        3.4.3.1 受转化速率影响的δ~(18)O动力学分馏
        3.4.3.2 受盐离子影响的δ~(18)O动力学分馏
        3.4.4 团簇同位素非平衡分馏
        3.4.4.1 Δ_(47) 值变化的可能原因
        3.4.4.2 ~(13)C-~(18)O键重排与DIC溶液~(18)O交换之间的动力学差异
    3.5 小结
第4章 蜗牛壳体团簇同位素气候环境意义
    4.1 导言
    4.2 材料与方法
        4.2.1 研究地区气候背景与器测记录
        4.2.2 蜗牛样品采集和前处理
        4.2.3 陆生蜗牛的生活习性
        4.2.4 壳体碳酸盐的同位素分析
    4.3 结果
        4.3.1 蜗牛壳体碳氧同位素组成
        4.3.2 蜗牛壳体团簇同位素组成
    4.4 讨论
        4.4.1 蜗牛壳体团簇同位素组成与温度指示意义
        4.4.1.1 Δ_(47)-T校正曲线
        4.4.1.2 陆生蜗牛壳体钙化过程中团簇同位素分馏
        4.4.1.3 胁迫环境下蜗牛体温的调节
        4.4.2 陆生蜗牛壳体Δ_(47)的前人研究对比分析
        4.4.3 蜗牛体液δ~(18)O与雨水δ~(18)O的关系
    4.5 小结
第5章 现代滨珊瑚团簇同位素特征与生命效应解析
    5.1 导言
    5.2 材料与方法
        5.2.1 珊瑚样品与前处理
        5.2.2 同位素分析
        5.2.3 环境器测记录
        5.2.4 时间序列的建立
        5.2.5 同位素平衡值预测
    5.3 结果
    5.4 讨论
        5.4.1 Porites珊瑚Δ_(47)的异常偏正分馏
        5.4.2 Porites珊瑚Δ_(47)的生命效应解析
        5.4.2.1 钙化流体的pH
        5.4.2.2 生长速率
        5.4.2.3 CO_2 扩散、水合化/羟基化反应的动力学效应
        5.4.2.4 新陈代谢CO_2导致的动力学分馏
    5.5 小结
第6章 总结与未来研究展望
参考文献
附录
    加热气体同位素数据
    水平衡气体同位素数据
    碳酸盐标准同位素数据
    碳酸盐样品同位素数据
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果

(6)砗磲壳体反演基里巴斯珊瑚礁系统的环境变化(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 碳酸盐壳体在古海洋学中的研究进展
        1.1.1 碳酸盐壳体研究的重要性
        1.1.2 砗磲的生理研究
        1.1.3 砗磲壳体的结构
        1.1.4 壳体的纹层研究
        1.1.5 壳体的碳氧同位素研究
        1.1.6 壳体的Sr/Ca、Mg/Ca、Ba/Ca 比值研究
        1.1.7 壳体有机氮同位素的研究
    1.2 科学问题与论文框架
第二章 研究区域和方法
    2.1 地理环境
    2.2 气候特征
        2.2.1 温度
        2.2.2 降雨
        2.2.3 气候的年际变化
        2.2.4 干旱现象
        2.2.5 风浪
        2.2.6 极端海平面高度异常
        2.2.7 基里巴斯气候变化趋势
    2.3 分析方法
        2.3.1 激光扫描共聚焦显微镜分析
        2.3.2 △~(14)C定年
        2.3.3 碳酸盐碳、氧同位素测量
        2.3.4 XRF core scanner元素分析
        2.3.5 壳体有机氮同位素测量
        2.3.5.1 实验方案
        2.3.5.2 方法可靠性分析
        2.3.5.3 取样方法
第三章 砗磲壳体各参数与环境因子关系分析
    3.1 年代学模型
    3.2 砗磲生长速率与其壳体Sr/Ca比值关系探讨及环境意义
    3.3 砗磲壳体碳、氧同位素变化的调控因子及揭示的环境意义
    3.4 砗磲壳体有机氮同位素的影响因子及环境意义
第四章 总结与展望
    4.1 调控砗磲生长速率,壳体Sr/Ca比值,碳、氧同位素及有机氮同位素的环境因子
    4.2 砗磲壳体各参数对马拉凯环礁东西两边不同环境的响应及其指示意义
    4.3 不足与展望
参考文献
致谢

(8)南海黄岩岛珊瑚记录的1780-2013年的表层海温年代际变化特征(论文提纲范文)

1 引言
2 材料与方法
    2.1 研究区域及采样点
    2.2 定年与生长率测量
3 结果与讨论
    3.1 拼接与校正
    3.2 生长率、SSTA相关性分析
    3.3 校准与检验
    3.4 黄岩岛海域近234年来的SSTA变化及其对外强迫的响应
    3.5 黄岩岛海域SSTA记录的年代际信号
4 结论

(9)南海砗磲壳体成分及生物有机特征分析(论文提纲范文)

0 引言
1 实验
    1.1 采样及前处理
    1.2 砗磲样品定年
    1.3 X射线衍射测试
    1.4 差热-热重分析及顶空富集加气相色谱/质谱联用分析
2 结果与讨论
    2.1 AMS14C定年结果
    2.2 X射线衍射测试结果
    2.3 差热-热重分析结果
    2.4 顶空富集加气相色谱/质谱联用分析
3 结论

(10)南海砗磲记录:海表温度及气候环境变化(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 全球气候环境变化的研究意义
    1.2 热带太平洋中晚全新世气候变化研究进展
    1.3 砗磲作为高分辨率气候变化研究载体的研究进展
        1.3.1 利用砗磲壳体重建SST:氧同位素和元素比值研究
        1.3.2 砗磲碳同位素研究进展
        1.3.3 利用生物碳酸盐壳体进行海洋酸化和地质历史事件的研究进展
        1.3.4 利用砗磲作为环境污染指示物
    参考文献
第二章 选题依据和研究内容
    2.1 选题依据
    2.2 研究内容与目标
    2.3 研究方法
    参考文献
第三章 研究区域及样品采集与分析
    3.1 研究区域概况
    3.2 样品采集
    3.3 样品分析
        3.3.1 砗磲样品定年
        3.3.2 砗磲样品成分确定
        3.3.3 砗磲Sr/Ca比值测试分析
        3.3.4 砗磲碳氧同位素分析
        3.3.5 砗磲同步辐射X射线荧光分析(SR-XRF)
        3.3.6 砗磲Hg元素分析方法
    参考文献
第四章 南海砗磲壳体成分及生物有机特征分析
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 采样及前处理
        4.2.2 砗磲样品定年
        4.2.3 X射线衍射(XRD)测试
        4.2.4 差热-热重分析(DSC-TGA)及顶空富集加气相色谱/质谱联用分析(GC-MS)
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 AMS~(14)C定年结果
        4.3.2 X射线衍射(XRD)测试结果
        4.3.3 差热-热重分析(DSC-TGA)结果
        4.3.4 顶空富集加气相色谱/质谱联用分析(GC-MS)结果
    4.4 本章小结
    参考文献
第五章 南海砗磲Sr/Ca比值方法对比及重建过去7000年SST变化
    5.1 引言
    5.2 材料与方法
        5.2.1 样品采集
        5.2.2 AMS~(14)C定年
        5.2.3 ICP-OES分析Sr/Ca比值
        5.2.4 同步辐射X射线荧光分析(SR-XRF)
        5.2.5 对比分析方法(Yan,Sun,et al.2011)
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 砗磲Sr/Ca比值方法对比研究
        5.3.2 过去7000年以来南海地区SST变化
    5.4 本章小结
    参考文献
第六章 过去7000年以来砗磲中Hg元素含量变化与气候变化、人类活动的关联
    6.1 引言
    6.2 样品采集与分析
    6.3 结果与讨论
        6.3.1 AMS~(14)C结果
        6.3.2 过去7000年砗磲δ~(13)C结果以及记录的环境信息
        6.3.3 过去7000年砗磲Hg含量变化
        6.3.4 砗磲总Hg元素记录反映的气候变化与人类活动的关联
    6.4 本章小结
    参考文献
结论
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果

四、Monthly sea surface temperature records reconstructed by δ~(18)O of reef-building coral in the east of Hainan Island, South China Sea(论文参考文献)

  • [1]造礁珊瑚的元素和同位素地球化学 ——南海北部晚全新世气候记录重建及生物活动替代指标探索[D]. 肖杭芳. 中国科学院大学(中国科学院广州地球化学研究所), 2021(01)
  • [2]近500年西沙群岛海面温度年际变化的珊瑚记录及其环境意义[J]. 陶士臣,张会领,余克服,施祺,孟敏,严宏强,刘国辉,陈特固. 第四纪研究, 2021(02)
  • [3]南海北部珊瑚记录的4.2ka气候事件[D]. 党少华. 广西大学, 2020(03)
  • [4]全新世南海气候环境变化的珊瑚地球化学记录[J]. 邓文峰,韦刚健,陈雪霏,肖杭芳,郭炀锐. 矿物岩石地球化学通报, 2019(06)
  • [5]生物碳酸盐团簇同位素分馏研究[D]. 郭炀锐. 中国科学院大学(中国科学院广州地球化学研究所), 2019(07)
  • [6]砗磲壳体反演基里巴斯珊瑚礁系统的环境变化[D]. 黄志雄. 厦门大学, 2019(09)
  • [7]The relative changes of a sea surface temperature in the South China Sea since the Pliocene[J]. Dongjie Bi,Daojun Zhang,Shikui Zhai,Xinyu Liu,Chun Xiu,Xiaofeng Liu,Aibin Zhang. Acta Oceanologica Sinica, 2019(03)
  • [8]南海黄岩岛珊瑚记录的1780-2013年的表层海温年代际变化特征[J]. 林丽芳,余克服,陶士臣,韩韬,张会领. 海洋学报, 2018(09)
  • [9]南海砗磲壳体成分及生物有机特征分析[J]. 梅衍俊,邵达,刘文齐,杨文卿,杨仲康,谢周清,孙立广. 中国科学技术大学学报, 2018(07)
  • [10]南海砗磲记录:海表温度及气候环境变化[D]. 梅衍俊. 中国科学技术大学, 2018(11)

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南海海南岛东部造礁珊瑚δ~(18)O重建月海表温度记录
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