将本区沉积层的环境地球化学指标与LR05(Lorraine E.Lisiecki et al.,2005)通过57个钻孔综合提出的上新世—全新世800ka以来的深海氧同位素记录进行对比(列于图7-19),结果表明本区沉积物的环境地球化学指标与反映全球温度变化的深海氧同位素记录可进行对比,如TFe、F4、“综合”等指标与深海δ18O的奇数阶段对应,指示暖期的温度升高;而Rb/Sr、Al/Zr、F2等与δ18O偶数阶段对应,为冷期的温度降低。与氧同位素划分出的过去800ka全球气候波动的20个同位素阶段对应,本区沉积物的环境地球化学指标相应有较明晰可辨的周期性波动,表现出本区环境地球化学特征的变化与全球环境变化总体上同步的趋势,说明本区域的环境地球化学变化是对全球环境变化的响应,亦意味着全球气候改变,地球各角落可能无处幸免。
图7-19 洞庭湖区沉积层环境地球化学指标与深海氧同位素的对比
δ18O来源于LRO5;本区数据为ARIMA模型拟合结果,F1、F2、F3、F4和“综合”由式(7-1)~式(7-5)构建;纵坐标无量纲,注意其倒置以便与氧同位素对比
从这里可见,单一的地球化学指标指示气候环境变化有一定的局限性,不似氧同位素那样其同位素分馏作用严格与温度有关,元素含量及由其构建的地球化学指标的变化,其影响因素复杂,尤其本区的开放型湖泊更甚,从图7-19中,似乎由“因子”构成的综合性指标比单一的元素含量或比值指标与深海δ18O的起伏对应得要好。
如F4=0.93 TOC+0.87 N+0.58 TC +0.4 Ca/Sr+0.24 CaO-0.23 MS+0.22 MWPI+…,即主要为有机碳、氮的组合,其在200、400ka(B.P.)处为明显谷值(注意:图7-19 纵坐标倒置),分别与δ18O的第7 和11 暖期高温阶段对应;而此时单指标TOC却表现为峰值或低谷不明显。
再如F2=0.96 ba+0.95 MWPI+0.93 CaO+0.7 TC+0.77 Ca/Sr+0.72 Ti/Si+0.63 MS+0.5 Sr/Ba+0.51Ca/Mg-0.4K/Na+0.3TC/N+…,其中ba值为盐基总量淋溶系数,其等于(K2O+Na2O+CaO+MgO)/Al2O3;MWPI值=(Na2O+ K2O+CaO+MgO)/(Na2O+K2O+CaO+MgO+SiO2+Al2O3+Fe2O3),为 Reiche 风化指数;这些指标与 CaO、TC、Ca/Sr、Ti/Si、MS(磁化率)、Sr/Ba及Ca/Mg等的组合,其值低说明干冷气候条件下的碱金属、碱土金属沉积作用较弱,这在一万年以来表现尤为明显。
在过去120ka以来(图7-19的δ18O从第5阶段往左推进),地球气候发生快速且剧烈的冷暖振荡现象(从极冷/暖,转变为极暖/冷)。约10ka以来,F1、F4 和TOC等趋增,气候转至目前我们所处的相对温暖期。