北极罗蒙诺索夫海岭渐新世末期"斑马"层段：从陆上到极浅海的古环境之谜？

【编辑推荐】针对IODP 302/374航次在北极罗蒙诺索夫海岭发现的"斑马"层段(Zebra)年代争议，研究人员通过南极Pennell盆地新发现的有机壁甲藻囊肿(dinocyst)化石Arcticacysta，证实该层段属早中新世晚期(17.7-15.9 Ma)，为海岭在晚渐新世-早中新世期间可能暴露为陆地的重大间断事件提供了新证据。

　　

在北极科学探索史上，罗蒙诺索夫海岭始终是地质学家们魂牵梦萦的神秘地带。20年前IODP 302航次(ACEX)在这片冰封海域获取的岩芯，因其极低的取芯率和化石匮乏，留下了一个悬而未决的科学难题——那段被称为"斑马"(Zebra)的特殊沉积层段，其黑白相间的条纹背后究竟隐藏着怎样的地质故事？最初的研究认为这个位于岩性亚单元1/6与1/5之间的层段，可能记录了长达2600万年的沉积间断，暗示着渐新世晚期至中新世早期，罗蒙诺索夫海岭可能曾暴露为陆地或极浅海环境。这一假说的关键证据是发现了新的甲藻囊肿化石属Arcticacysta（包括A. backmanii和A. moraniae两个种），但后续研究对此提出了质疑。

为解开这个北极谜题，参与IODP 374航次（罗斯海，南极）的研究人员另辟蹊径，在南极Pennell盆地发现了重要线索。他们在中新世沉积物中找到了相同的Arcticacysta属化石，首次出现于17.7 Ma，并在17.0-15.9 Ma期间持续存在。这项发表在《Marine Geology》的研究通过南北极化石记录的精确对比，为"斑马"层段的年代归属提供了决定性证据。

研究团队运用了三个关键技术方法：1）海洋孢粉学分析，重点检测有机壁甲藻囊肿(dinocysts)的组成与分布；2）高精度生物地层学对比，将南极Pennell盆地与北极Lomonosov海岭的化石记录进行同步性验证；3）综合运用IODP 302和374航次的沉积学数据，重建古环境演化序列。

【研究结果】

1. 化石证据的跨极区验证：南极标本中Arcticacysta的首现层位(17.7 Ma)与北极"斑马"层段底部年龄高度吻合，证实该属种可作为早中新世晚期的生物标志物。
2. 年代框架的重建：通过化石的连续出现区间(17.0-15.9 Ma)，将北极"斑马"层段1/5亚单元精确限定在早中新世Burdigalian期。
3. 沉积间断的确认：北极记录中Paleogene顶部(~44 Ma)与"斑马"层段(~18 Ma)之间存在约26 Myr的缺失，支持Lomonosov海岭在晚渐新世经历重大暴露事件。

这项研究不仅解决了困扰学界二十年的"斑马"层段年代争议，更揭示了北极地质演化的关键一幕。通过南北极化石记录的创新性对比，证实了Arcticacysta属的等时性分布特征，为未来极区地层对比建立了新的生物年代标尺。更重要的是，26 Myr沉积间断的确认，为理解北冰洋形成过程中的构造-沉积响应提供了直接证据，暗示罗蒙诺索夫海岭可能在晚渐新世全球海平面下降期间经历了从陆上到极浅海环境的戏剧性转变。这些发现将推动对北极古地理重建和古气候模拟的重新评估，为理解极地环境对全球变化的响应机制提供深时类比。