東北印度洋大氣粉塵現(xiàn)代沉積過(guò)程分析

杜恕環(huán)，牛東風(fēng)，黃錦萍，潘子銳，黃日輝，陳碧珊

（1. 嶺南師范學(xué)院地理科學(xué)學(xué)院，廣東 湛江 524048；2. 中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所，中國(guó) 科學(xué)院邊緣海與大洋地質(zhì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣州 510301；3. 廣州大學(xué)地理科學(xué)與遙感學(xué)院，廣州 510006；4. 中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京 100049）

早在1846年，達(dá)爾文環(huán)球旅行時(shí)，觀測(cè)到大西洋的粉塵沉積，首次提出海底由風(fēng)塵輔成的觀點(diǎn)。自20 世紀(jì)60 年代開(kāi)始，Delany 等（1967）在大西洋西非沿岸開(kāi)啟了現(xiàn)代海洋粉塵研究的序幕，對(duì)收集到的海洋粉塵進(jìn)行粒度和礦物學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)海洋現(xiàn)代粉塵平均粒級(jí)＜20 μm，空氣中粉塵的平均含量約為5×10-12cm3；Skonieczny 等（2011；2013）對(duì)西非塞內(nèi)加爾海域粉塵進(jìn)行連續(xù)收集，通過(guò)對(duì)粉塵通量、粒度和黏土礦物分析，發(fā)現(xiàn)大氣粉塵呈明顯的季節(jié)性變化；并利用HYSPLIT 模型對(duì)大氣粉塵搬運(yùn)過(guò)程進(jìn)行后推軌跡模擬，結(jié)合Sr-Nd 同位素對(duì)粉塵源區(qū)進(jìn)行追蹤，得出該海區(qū)全新世沉積主要來(lái)自陸源風(fēng)成沉積物的結(jié)論；Rea（1990；1994）和Janecek（1985）對(duì)西北太平洋以及太平洋中部的鉆孔沉積物石英顆粒進(jìn)行粒度分析和電鏡掃描，獲取沉積物中粉塵輸送距離以及風(fēng)速等信息；Inmaculada等（2014）對(duì)西班牙現(xiàn)代大氣粉塵和沉積物樣品進(jìn)行電鏡掃描，發(fā)現(xiàn)二者石英砂表面結(jié)構(gòu)上都具有明顯的風(fēng)成環(huán)境特征；Goldberg等（1970）對(duì)北印度洋大氣粉塵、表層沉積物及河流物質(zhì)進(jìn)行了黏土礦物和石英分析，發(fā)現(xiàn)不同區(qū)域風(fēng)成物質(zhì)的貢獻(xiàn)量存在差異；Aston 等（1973）意識(shí)到風(fēng)力傳輸機(jī)制在海洋陸源物質(zhì)中的重要性，對(duì)包含北印度洋在內(nèi)的現(xiàn)代海洋粉塵進(jìn)行沉積通量，季節(jié)性及地理位置的研究，發(fā)現(xiàn)不同海域的粉塵通量差異明顯，主要受源區(qū)和季節(jié)性影響；Leon等（2003）利用1年的氣象衛(wèi)星觀測(cè)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)北印度洋周圍干旱和半干旱地區(qū)的沙塵活動(dòng)，從而追蹤北印度洋大氣粉塵的來(lái)源；Banerjee 等（2016）研究發(fā)現(xiàn)，西北印度洋ENSO的年際變化受粉塵氣溶膠的調(diào)節(jié)。由此可見(jiàn)，在世界各大洋和海區(qū)，針對(duì)海洋粉塵沉積的研究多有進(jìn)展，然而在南亞季風(fēng)的發(fā)源地——東北印度洋的研究熱度還未開(kāi)啟。

印度洋東北部位于世界屋脊青藏高原的南翼，是南亞季風(fēng)的發(fā)源地和流經(jīng)地，其海底沉積物中保留了南亞季風(fēng)演化的古海洋環(huán)境信息，是高分辨率研究全球氣候變化的理想場(chǎng)所（Duplessy, 1982）。東北印度洋的風(fēng)塵物質(zhì)源自陸地，在沉積物中的出現(xiàn)有效記錄了源區(qū)侵蝕搬運(yùn)程度及大氣環(huán)流系統(tǒng)的改變，可作為南亞冬季風(fēng)演化的直接證據(jù)，而在構(gòu)造時(shí)間尺度上對(duì)青藏高原的隆升所引起的氣候環(huán)境效應(yīng)起監(jiān)視器的作用（方 念 喬 等， 2001； 張 振 國(guó) 等，2007）。然而，迄今為止，鮮見(jiàn)基于東北印度洋風(fēng)成沉積研究古氣候變化的報(bào)道，其根本原因在于東北印度洋現(xiàn)代粉塵沉積過(guò)程特征和規(guī)律研究的缺乏。因此，開(kāi)展印度洋東北部現(xiàn)代粉塵沉積過(guò)程研究，對(duì)今古印度洋風(fēng)塵沉積與環(huán)境的探索顯得尤為關(guān)鍵。

鑒于此，本研究基于東北印度洋走航收集到的大氣粉塵，通過(guò)統(tǒng)計(jì)粉塵沉積通量，模擬空氣粒子運(yùn)動(dòng)軌跡，結(jié)合大氣氣溶膠數(shù)據(jù)，分析東北印度洋粉塵傳播與大氣環(huán)流系統(tǒng)之間的關(guān)系，探討東北印度洋大氣粉塵沉積的現(xiàn)代過(guò)程。另外，通過(guò)掃描電鏡和能譜分析，獲取現(xiàn)代粉塵顆粒沉積特征，為在沉積物中識(shí)別和提取風(fēng)塵組分奠定基礎(chǔ)，以期為東北印度洋古海洋環(huán)境演化、海陸耦合關(guān)系及海洋碳匯提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

東北印度洋屬于典型的季風(fēng)氣候，冬季干冷，夏季濕熱。夏季（5-10 月）強(qiáng)勁的西南風(fēng)從海洋吹向大陸，海洋上空蒸發(fā)的大量水汽隨季風(fēng)移至相鄰大陸上，形成嚴(yán)重的季風(fēng)降雨；冬季（10-4月）北風(fēng)和東北風(fēng)從亞洲大陸吹向海洋，通過(guò)風(fēng)力作用把大陸粉塵搬運(yùn)并沉積到研究區(qū)域（圖1）。季風(fēng)影響下的印度洋東北部形成特殊的北印度洋季風(fēng)環(huán)流，夏季在西南季風(fēng)的影響下形成順時(shí)針大洋環(huán)流圈；冬季在東北季風(fēng)的影響下形成逆時(shí)針大洋環(huán)流圈。東北印度洋大氣粉塵的分布和傳播與海、氣動(dòng)力條件息息相關(guān)。

1.2 樣品采集

本研究依托印度洋科考航次對(duì)東北印度洋大氣粉塵進(jìn)行走航收集。為了模擬接近海面的實(shí)際接收情況，大氣粉塵樣品在自然條件下采集，未區(qū)分干濕沉降。大氣粉塵樣品通過(guò)放置在科考船頂層甲板的大流量粉塵收集器（TSP空氣收集器）進(jìn)行采集，利用1.05 m3/min流速的大流量粉塵收集器抽取大氣中的粉塵，附著在250 mm×200 mm 的玻璃纖維濾膜上，每個(gè)樣品收集3 d，過(guò)氣量約4 530 m3?，F(xiàn)有大氣粉塵樣品共計(jì)15個(gè)（見(jiàn)圖1），在2020年9-11月采集。樣品經(jīng)度跨度從80°E至113°E，緯度跨度北至12°N 南到10°S，基本涵蓋了印度洋東北部海域。

1.3 大氣粉塵樣品沉積通量

大氣粉塵樣品通過(guò)大流量空氣收集器收集在玻璃纖維濾膜上，而在進(jìn)行樣品收集之前，先對(duì)每張膜進(jìn)行稱重，標(biāo)記并獨(dú)立裝袋，等粉塵樣品收集后，進(jìn)行稱重；再根據(jù)樣品干重、樣品收集時(shí)間間隔以及收集器的截面積計(jì)算大氣粉塵樣品的沉積通量（Eguchi et al.,1999），計(jì)算公式：沉積通量=干重（g）÷截面積（m2）÷時(shí)間（d）。

1.4 粉塵樣品分離

將取樣的玻璃纖維濾膜移至加有適量蒸餾水（20 mL左右）的玻璃器皿中（帶有粉塵的濾膜面朝向水面），將玻璃器皿放入超聲波中振蕩分離（約15 min），然后將器皿中的懸浮液移至干凈的燒杯中，重復(fù)上述過(guò)程，用超聲波反復(fù)清洗濾膜2～3次，可將粉塵顆粒從濾膜上分離。分離出來(lái)的粉塵顆粒樣品根據(jù)斯托克斯原理（Stokes,1851），采取靜置1～2 d 的辦法，使粉塵粒子充分沉淀下來(lái)，然后將燒杯放入烘箱內(nèi)，在60°C將水分蒸發(fā)掉，使粉塵粒子濃縮富集，供實(shí)驗(yàn)室分析使用。

1.5 粉塵石英顆粒提取

對(duì)獲取的樣品進(jìn)行石英顆粒掃描電鏡分析，需要對(duì)樣品進(jìn)行石英顆粒提取。先添加硫酸氫鉀去除黏土礦物，清洗后再加氟硅酸去除硅酸鹽礦物，最后得到石英顆粒。

對(duì)兩組孕產(chǎn)婦進(jìn)行常規(guī)產(chǎn)前檢查,其中實(shí)驗(yàn)組孕產(chǎn)婦由專業(yè)按摩護(hù)士進(jìn)行乳房按摩,每天對(duì)孕產(chǎn)婦進(jìn)行兩次按摩,每次按摩時(shí)間持續(xù)一小時(shí)左右。若按摩時(shí)孕產(chǎn)婦出現(xiàn)腹痛現(xiàn)象,則應(yīng)停止對(duì)孕產(chǎn)婦的按摩[4]。

1.6 掃描電鏡及能譜分析

對(duì)已提取石英顆粒的粉塵樣品，利用日本日立S3400 掃描電子顯微鏡進(jìn)行掃描拍照，再結(jié)合能譜儀分析顆粒物質(zhì)成分，確保統(tǒng)計(jì)結(jié)果的可信度。每個(gè)沉積物樣品統(tǒng)計(jì)石英顆粒為400顆，利用粉塵石英顆粒表面結(jié)構(gòu)特征，識(shí)別粉塵顆粒沉積特征。

1.7 數(shù)據(jù)模擬

利用空氣粒子傳輸軌跡模型（HYSPLIT-4）對(duì)印度洋大氣粉塵樣品進(jìn)行后推軌跡模擬，結(jié)合NASA-QuikSCAT 衛(wèi)星觀測(cè)到的海面風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)，了解不同高度空氣粒子的搬運(yùn)途徑和傳播方向，重現(xiàn)現(xiàn)代粉塵的傳播、沉積過(guò)程。氣象數(shù)據(jù)及模型運(yùn)行來(lái)源于ARL-NOAA服務(wù)器①http://gus.arlhq.noaa.gov/ready/cmet.html。

2 結(jié)果分析

2.1 粉塵通量

2020年9-11月東北印度洋大氣粉塵的沉積通量范圍在221～1 221 mg/cm2/d 之間，平均值為674 mg/cm2/d，具體沉積通量如表1 所示。其中，粉塵日沉積通量最高值出現(xiàn)在11月中旬，而最低值則在9月下旬，前者沉積通量值約是后者的6倍。航次期間3個(gè)月份的平均值分別為703、684和644 mg/cm2/d，可見(jiàn)大氣粉塵日沉積通量的變化比月平均值明顯，鑒于大氣粉塵樣品通過(guò)走航進(jìn)行收集，不同航段距離陸地（粉塵源區(qū)）差別較大，粉塵通量的變化有一定的地域性。

表1 2020年?yáng)|北印度洋大氣粉塵樣品信息及其沉積通量Table 1 Atmospheric dust sample information and deposition fluxes in the Northeast Indian Ocean in 2020

2.2 空氣粒子模擬

為查明東北印度洋大氣粉塵的傳播途徑，利用NOAA 的空氣粒子傳輸軌跡模型（HYSPLIT-4 模型②http://www.arl.noaa.gov/hysplit/）對(duì)2020年印度洋科考航次收集到的大氣粉塵樣品，在500、1 000 和3 000 m 高度對(duì)空氣粒子進(jìn)行后推3 d 軌跡模擬。從東北印度洋部分粉塵樣品的模擬結(jié)果（圖2）可以看到，同一個(gè)樣品，其空氣粒子在500、1 000 和3 000 m 高度的傳播途徑和方向相對(duì)統(tǒng)一，而不同時(shí)期樣品，空氣粒子受盛行風(fēng)方向和季節(jié)性影響顯著。

2.3 粉塵顆粒沉積特征

對(duì)東北印度洋大氣粉塵樣品進(jìn)行掃描電鏡及能譜分析，未分離的空氣粉塵樣品能譜結(jié)果中，硅（Si）質(zhì)量分?jǐn)?shù)占38.8%，而氧（O）質(zhì)量分?jǐn)?shù)占38.5%（圖3-a）。對(duì)粉塵樣品進(jìn)行石英顆粒的提取，并進(jìn)行掃描電鏡和能譜分析，其結(jié)果顯示石英顆粒表面結(jié)構(gòu)具有明顯的風(fēng)成環(huán)境沉積特征，磨圓度較好，具備蛇曲脊及“U”型坑等（圖3-b）。

3 討論

3.1 印度洋粉塵沉積特征

來(lái)自陸源的粉塵，通過(guò)大氣環(huán)流進(jìn)行搬運(yùn)和沉積（Tsoar et al., 1987），其物質(zhì)成分主要為石英、長(zhǎng)石、云母和黏土類礦物，組成取決于源區(qū)物質(zhì)性質(zhì)（Rea,1994）。對(duì)東北印度洋大氣粉塵（未分離樣品）進(jìn)行掃描電鏡和能譜分析，結(jié)果顯示粉塵顆粒主要成分為Si和O（見(jiàn)圖3-a），結(jié)合掃描電鏡推測(cè)其為石英顆粒。對(duì)大氣粉塵樣品進(jìn)行分離，提取石英顆粒再進(jìn)行掃描電鏡和能譜分析（見(jiàn)圖3-b），掃描電鏡顯示粉塵石英顆粒具有風(fēng)成環(huán)境下石英顆粒表面結(jié)構(gòu)特征，顆粒的磨圓度較好，石英顆粒出現(xiàn)蛇曲脊或“U”型坑，可作為粉塵石英顆粒的沉積特征（Du et al.,2020）。

粉塵石英顆粒表面結(jié)構(gòu)所具備的風(fēng)成環(huán)境沉積特征，明顯有別于水成環(huán)境下石英顆粒表面結(jié)構(gòu)的磨圓度差，貝殼狀斷口及“V”型坑等特征，可作為沉積物區(qū)分不同搬運(yùn)動(dòng)力組分的依據(jù)（Du et al.,2020）。利用石英顆粒表面結(jié)構(gòu)的不同，對(duì)東北印度洋沉積物中的陸源石英顆粒進(jìn)行掃描電鏡分析（圖4）。其中，圖4-a 的石英顆粒磨圓度差，呈棱形狀，且貝殼狀斷口發(fā)育，具備水成環(huán)境石英顆粒明顯特征；圖4-b 的石英磨圓度好，具備風(fēng)成環(huán)境下的特征，但又在石英邊緣出現(xiàn)“V”形坑，推測(cè)該顆粒在輸送過(guò)程中經(jīng)歷了不同的沉積環(huán)境，在前期風(fēng)成環(huán)境下疊加了后期的河流輸入，故將此顆粒納入水成動(dòng)力組分。圖4-c 左側(cè)石英磨圓度好，具有蛇曲脊，為風(fēng)成組分，而右側(cè)石英則呈棱狀，“V”形坑，為水成組分。圖4-d左側(cè)石英顆粒磨圓度差（棱狀），“V”形坑，右側(cè)石英出現(xiàn)風(fēng)成環(huán)境下的“U”形坑和蝶形坑，為風(fēng)塵沉積組分。由此可見(jiàn)，陸源沉積物石英顆粒掃描電鏡，可有效區(qū)分不同沉積動(dòng)力組分，為在東北印度洋沉積物中確定風(fēng)成組分提供可靠依據(jù)。

3.2 東北印度洋空氣粉塵傳播機(jī)制

東北印度洋空氣粉塵顆粒粒徑大多＜20 μm（見(jiàn)圖3），與現(xiàn)代海洋大氣粉塵顆粒平均粒級(jí)一般＜20 μm（Delany et al., 1967）相符，但也出現(xiàn)粒徑約30 μm 的石英顆?！，F(xiàn)代空氣粉塵出現(xiàn)顆粒粒徑較粗的報(bào)道在其他海域海洋粉塵研究（Betzer et al.,1988; Du et al.,2020; Inmaculada et al.,2014）中也有出現(xiàn)。南?，F(xiàn)代粉塵在極端天氣條件下也捕獲過(guò)粒徑約60 μm的粉塵樣品，與當(dāng)時(shí)臺(tái)風(fēng)天氣下搬運(yùn)風(fēng)力強(qiáng)度增加有關(guān)（Du et al., 2020）。Betzer 等（1988）對(duì)影響到北太平洋海區(qū)的東亞沙塵進(jìn)行了粒度和掃描電鏡分析，發(fā)現(xiàn)了一些粒級(jí)“巨大”的粉塵顆粒（＞75 μm），電鏡掃描結(jié)果顯示其主要為石英顆粒。而Inmaculada等（2014）收集到大西洋海域LaGraciosa 島（西班牙）現(xiàn)代大氣粉塵樣品掃描電鏡結(jié)果中，空氣粉塵石英顆粒粒徑可達(dá)160 μm，與研究區(qū)處于撒拉哈沙漠下方向以及羽狀風(fēng)沙流有關(guān)。印度洋夏季風(fēng)在850 hPa 流場(chǎng)40 年的平均數(shù)據(jù)顯示，在低空1 500 m 高度的風(fēng)速可達(dá)10～14 m/s（徐忠峰 等，2006）。因此，現(xiàn)代大氣粉塵中出現(xiàn)較大粒徑的顆粒，與大氣環(huán)流強(qiáng)度關(guān)系密切。

東北印度洋空氣粒子后推3 d 軌跡模擬結(jié)果顯示，研究區(qū)大氣粉塵樣品受印度洋大氣環(huán)流系統(tǒng)控制；由于東北印度洋屬于印度季風(fēng)影響區(qū)，不同季節(jié)主導(dǎo)風(fēng)向有明顯的變化，采樣期間恰逢季風(fēng)轉(zhuǎn)換期，從空氣粒子模擬圖（見(jiàn)圖2）中可看到不同時(shí)期粉塵傳播途徑的變化。20EIO-3 樣品采集緯度位置為10.06°S（見(jiàn)圖2-a），該海域主要受東南信風(fēng)控制，空氣粒子顯示的傳播方向也為東南風(fēng)；且后退軌跡經(jīng)過(guò)陸地，從而獲取了較多的粉塵顆粒，粉塵沉積通量可達(dá)1 173 mg/cm2/d。10月16日收集到的20EIO-8 樣品（見(jiàn)圖2-b），空氣粒子顯示東北印度洋處于印度夏季風(fēng)的影響下，西南風(fēng)依舊是其主導(dǎo)風(fēng)。到了10月下旬，研究區(qū)開(kāi)始進(jìn)入冬季，盛行風(fēng)轉(zhuǎn)為東北風(fēng)，樣品20EIO-10顯示的空氣粒子運(yùn)動(dòng)軌跡受陸地地形影響，呈現(xiàn)明顯平行于陸地的傳播路徑，同時(shí)也輸送了較多的粉塵顆粒，沉積通量達(dá)902 mg/cm2/d（見(jiàn)圖2-c）。同樣經(jīng)冬季風(fēng)進(jìn)行輸送的樣品20EIO-12，粉塵沉積通量只有278 mg/cm2/d（見(jiàn)圖2-d）；從空氣粉塵模擬結(jié)果可以看到，樣品收集地遠(yuǎn)離陸地。然而有趣的是，樣品20EIO-8位于印度洋廣闊海面，粉塵通量卻幾乎是20EIO-12的2 倍（510 mg/cm2/d），空氣粒子模擬結(jié)果表明該樣品粉塵顆粒主要通過(guò)西南風(fēng)進(jìn)行輸送，而查戈斯群島正好位于西南風(fēng)的路徑上，從而捕獲了相對(duì)較多的粉塵顆粒，引起該海域粉塵沉積通量的增加。此外，同一個(gè)樣品空氣粒子在500、1 000 和3 000 m高度的傳播途徑和方向基本不變，表明在東北印度洋的不同區(qū)域和時(shí)期，底層和高空的風(fēng)向相對(duì)統(tǒng)一。

3.3 大氣粉塵現(xiàn)代過(guò)程研究的意義

對(duì)東北印度洋現(xiàn)代大氣粉塵沉積過(guò)程進(jìn)行模擬，發(fā)現(xiàn)印度洋風(fēng)塵物質(zhì)的分布和傳播受大氣環(huán)流影響明顯，研究區(qū)2020年9-11月大氣粉塵樣品的粒子模擬結(jié)果顯示，粉塵粒子傳播途徑受控于盛行風(fēng)的季節(jié)性和區(qū)域性。在印度洋10°S 以北的季風(fēng)區(qū)，夏季盛行的西南風(fēng)以及冬季的北風(fēng)到東北風(fēng)，分別是夏季和冬季粉塵粒子進(jìn)行傳播的途徑，而10°S以南海域在信風(fēng)帶的影響下，粉塵粒子由東南信風(fēng)進(jìn)行輸送。然而，不管大氣環(huán)流方向如何，粉塵沉積通量的多寡，主要和粉塵源區(qū)有關(guān)，遠(yuǎn)離陸地的廣闊大洋表面，通過(guò)盛行風(fēng)所攜帶的顆粒物質(zhì)就較少，而經(jīng)過(guò)陸地（島嶼）的盛行風(fēng)，可輸送和沉積更多粉塵物質(zhì)（見(jiàn)圖2）。為了對(duì)研究區(qū)粉塵物質(zhì)來(lái)源及沉積通量有整體認(rèn)識(shí)，參考NASA Earth Observatory網(wǎng)站③https://neo.sci.gsfc.nasa.gov/MODIS衛(wèi)星觀測(cè)到全球氣溶膠厚度數(shù)據(jù)。其中，2020年研究區(qū)冬半年粉塵物質(zhì)明顯比夏半年多，而在樣品采集期內(nèi)（9-11月），11月研究區(qū)離氣溶膠富集區(qū)更近，并在冬季風(fēng)的作用下，東北印度洋接受更多來(lái)自亞洲大陸的風(fēng)塵物質(zhì)。這些攜帶著大量陸源元素（例如鐵）進(jìn)入海洋的粉塵物質(zhì)，會(huì)顯著地促進(jìn)海洋初級(jí)生產(chǎn)力浮游植物的繁殖，一般在大量粉塵輸入3～5 d 后，會(huì)出現(xiàn)浮游植物勃發(fā)的現(xiàn)象（Du et al.,2021），從而消耗大氣中的CO2，提高海洋碳匯能力。此外，大氣粉塵石英顆粒表面結(jié)構(gòu)有明顯的風(fēng)成環(huán)境特征，可作為風(fēng)塵物質(zhì)的沉積特征，有效區(qū)別于陸源沉積物中的河流輸入組分，為在沉積物中識(shí)別和提取風(fēng)塵物質(zhì)提供可能性，從而可作為印度冬季風(fēng)的氣候代用指標(biāo)重建研究區(qū)的印度古季風(fēng)演化。

印度季風(fēng)作為亞洲季風(fēng)的重要組成部分，其影響力不僅體現(xiàn)在南亞地區(qū)，其強(qiáng)弱對(duì)中國(guó)夏季的降水也有一定的影響（羅紹華等，1985；郭其蘊(yùn)等，1988）。東北印度洋作為印度季風(fēng)的發(fā)源地，學(xué)者對(duì)印度季風(fēng)關(guān)注較多的是印度夏季風(fēng)降水，關(guān)于冬季風(fēng)特別是古冬季風(fēng)研究的報(bào)道較為少見(jiàn)，最主要的原因是缺乏合理有效的冬季風(fēng)直接證據(jù)。而在沉積物中對(duì)風(fēng)塵物質(zhì)進(jìn)行提取和應(yīng)用，獲取現(xiàn)代風(fēng)塵沉積的特征和規(guī)律，成為重建印度冬季風(fēng)的“金鑰匙”。

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)東北印度洋大氣粉塵現(xiàn)代沉積過(guò)程進(jìn)行分析，得到以下主要結(jié)論：

1）東北印度洋大氣粉塵沉積通量主要受粉塵源區(qū)距離的影響，粉塵粒徑大小和風(fēng)力強(qiáng)度相關(guān)。研究期內(nèi)粉塵日沉積通量變化在221～1 221 mg/cm2/d之間。

2）大氣粉塵傳播過(guò)程主要受研究區(qū)大氣環(huán)流系統(tǒng)的季節(jié)性和區(qū)域性影響，而在東北印度洋主要受控于印度季風(fēng)。研究區(qū)海域在冬季風(fēng)的作用下接受更多來(lái)自亞洲大陸的風(fēng)塵物質(zhì)，可引起海洋初級(jí)生產(chǎn)力的增加，從而提高海洋碳匯能力。

3）現(xiàn)代空氣粉塵石英顆粒表面結(jié)果具有明顯的風(fēng)成環(huán)境沉積特征，石英磨圓度較好，具有蛇曲脊或“U”型坑，明顯區(qū)別于水成環(huán)境下的石英顆粒，有望在東北印度洋建立冬季風(fēng)替代性指標(biāo)，從而重建地質(zhì)時(shí)期印度季風(fēng)的演化。

查明東北印度洋大氣粉塵傳播途徑與沉積通量的決定因素，是理解研究區(qū)沉積物中風(fēng)塵物質(zhì)來(lái)源及變化的關(guān)鍵，對(duì)研究印度洋海氣相互作用，大氣環(huán)流系統(tǒng)及源區(qū)風(fēng)化侵蝕程度的改變，特別是在構(gòu)造尺度上對(duì)解讀青藏高原隆升所引起的氣候環(huán)境效應(yīng)，具有重要的科學(xué)意義。而大氣粉塵石英顆粒沉積特征的獲取，為研究印度冬季風(fēng)演化提供理想指標(biāo)，進(jìn)而可為重建印度古季風(fēng)歷史演化乃至動(dòng)力機(jī)制探討提供重要信息。