近日，美国地球物理学会（AGU）旗下地学领域TOP期刊《Journal of Geophysical Research: Solid Earth》发表了题为“Paleoenvironmental controls on the abundances of magnetofossils in the southwestern Iberian Margin”的研究成果。该成果由中国海洋大学海底科学与探测技术教育部重点实验室何况副教授、姜兆霞教授、李三忠教授与上海交通大学海洋学院赵翔宇副教授共同完成。

趋磁细菌是一类能够在体内合成纳米级磁铁矿或胶黄铁矿（即磁小体）的微生物。在趋磁细菌死亡后，保存在沉积物中的磁小体被称作化石磁小体。近四十年来，研究人员发现化石磁小体在海洋沉积物中广泛分布，并尝试寻找其形态和丰度变化与冰期间冰期旋回、氧化还原条件、化学风化和成岩作用在内的古环境变化之间的关联。此外，有研究认为，化石磁小体的丰度也可能反映地磁场强度的变化。越来越多的证据表明，化石磁小体有潜力成为记录古环境与古地磁信息的理想载体。然而，目前尚不清楚多种古环境因素叠加情况下，哪些是影响化石磁小体丰度与形态变化的主控因素。为回答这一问题，研究团队选取伊比利亚西南边缘海富含化石磁小体的MD01-2443和2444岩心沉积物作为研究对象。古地磁结果表明，样品记录了Laschamp、Blake、Iceland Basin和Pringle Falls地磁漂移事件。研究团队利用等温剩磁(IRM)分解方法重建了样品中化石磁小体的相对丰度，发现其在暖期升高，在冷期降低，但不受地磁场相对强度变化主导。为进一步区分不同的古环境因素的作用，本研究将化石磁小体丰度与反映大陆冰量（古温度）、有机物来源、径流强度和生产力变化的代用指标进行对比。结果表明，较少的大陆冰量，较高的表层生产力和径流强度密切相关，并共同促进了化石磁小体的生产和保存。该研究提供了一种综合分析的视角，以更好地理解伊比利亚西南边缘海沉积物中化石磁小体含量与古环境变化之间的关系。

图1 来自MD01-2443和2444岩心中代表性样品的化石磁小体的透射电子显微镜（TEM）图像

图2 等温剩磁（IRM）分解

图3 使用等温剩磁（IRM）分解方法获得的化石磁小体、高矫顽力矿物、碎屑矿物相对含量的变化趋势与浮游有孔虫δ¹⁸O、χ_ARM/SIRM和δ比值变化趋势的对比图

图4 MD01-2443和2444岩心沉积物记录的各古环境因子随时间变化的趋势

He, K.*, Zhao, X.*, Jiang Z., & Li, S. Paleoenvironmental controls on the abundances of magnetofossils in the southwestern Iberian Margin. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 129, e2023JB027983.

文章链接：https://doi.org/10.1029/2023JB027983