西北伊比利亚边缘远端区域Heinrich冰阶HS4与HS5期间沉积作用与缺氧变化的古环境记录

本研究针对西北伊比利亚大陆边缘远端区域Heinrich冰阶HS5（约46.9-43.9 ka）和HS4（约40.7-36.8 ka）的沉积动力学与古环境变化展开。通过多指标分析发现，冰筏碎屑（IRD）输入导致沉积速率、磁化率及陆源元素（Fe/Ca、Ti/Ca）显著升高，同时伴随生产力（Pexp）下降和沉积物缺氧（V/(V+Ni)比值指示）。研究揭示了北大西洋深层水（NADW）减弱对缺氧的主导作用，为理解冰期气候突变机制提供了关键证据。

　　

在末次冰期，北大西洋频繁发生的Heinrich事件（HE）通过冰盖崩塌向海洋释放大量淡水，不仅改变全球海洋环流模式，还深刻影响着边缘海的沉积环境。然而，远离冰盖核心区的边缘海域如何响应这类突发气候事件，尤其是沉积过程与底层水氧化的协同变化机制，始终是古海洋学研究的薄弱环节。西北伊比利亚大陆边缘作为记录北大西洋气候信号的关键区域，其远端沉积序列中HS5与HS4冰阶的沉积响应特征长期缺乏系统研究。

为解决这一问题，由巴西国家科学技术发展委员会（CNPq）资助的研究团队对PC-7.1岩芯（42°40′29″N, 11°09′48″W）开展了多学科分析。通过高精度年龄模型构建（放射性碳测年）、沉积物理化参数（磁化率、电阻率）、地球化学元素比值（Fe/Ca、Ti/Ca、V/(V+Ni)）、矿物组成（石英、长石）及微体化石（Neogloboquadrina pachyderma δ¹⁸
O）等指标，揭示了47.0-36.2 ka期间该区域的古环境演变规律。

关键方法
研究采用放射性碳测年建立年龄框架，通过X射线荧光光谱（XRF）分析元素组成，磁化率仪测定沉积物磁性特征，激光粒度仪分析颗粒分布，并运用浮游有孔虫δ¹⁸
O重建海表温度。岩芯样本来自"Burato 4240"航次采集的577 cm沉积柱状样。

研究结果

1. 年龄模型与物理特征：HS5沉积速率（20 cm/ka）显著高于HS4（3.4 cm/ka），两者均呈现暗色沉积层与粗颗粒（>350 μm）富集特征。

2. 地球化学响应：IRD层对应Fe/Ca、Ti/Ca比值及稀土元素（REEs）峰值，反映陆源输入激增。V/(V+Ni)比值显示HS5末期（43.9-43.5 ka）底层水氧化突然改善，与δ¹⁸
   O负偏指示的气候回暖同步。

3. 生物指标：浮游有孔虫N. pachyderma丰度增加与Pexp下降表明生产力受抑制，而黄铁矿（pyrite）和水铁矿（ferrihydrite）减少排除了有机质降解导致缺氧的假说。

结论与意义
该研究首次证实西北伊比利亚远端区域的沉积缺氧主要受控于NADW生产减弱，而非局部生产力变化。HS5期间密集的IRD脉冲（20 cm/ka）与相对温暖阶段耦合，挑战了传统"冷期-强IRD"认知。成果发表于《Quaternary International》，为冰期快速气候变动的沉积响应机制提供了边缘海视角，对预测现代AMOC（大西洋经向翻转环流）变化的生态环境影响具有启示意义。