项目简介-973项目"白垩纪地球表层系统重大地质事件与温室气候变化"

973项目"白垩纪地球表层系统重大地质事件与温室气候变化"简介

      “温室效应”及全球气候变化已经成为当代国际社会共同面临的一个重大而严峻的科学问题。现有研究表明，造成这种“温室效应”的原因主要与人类活动相关的二氧化碳等温室气体的大量排放有关。深入解析过去大尺度温室气候变化规律是洞察未来全球变化的重要科学依据。在地质历史中，存在着“温室气候”和“冰室气候”交替，其中白垩纪被认为是研究温室气候的典型范例，一方面是由于白垩纪大部分时期属于极端温室气候，另一方面白垩纪时期曾发生若干与碳循环相关的重大地质事件，仅在地球表层系统就发生过大洋缺氧事件与黑色页岩、大洋红层与富氧作用、碳酸盐台地的沉没事件等。白垩纪也是我国东部陆相生物群发生显著更替和剧变的时期，形成了以松辽盆地为代表的具有世界规模级的陆相含油气盆地。所以，结合我国白垩纪东特提斯洋记录和陆相白垩系的地域特色，在我国对白垩纪有关重大地质事件已形成的学术优势的基础之上，通过海陆整合，深入对白垩纪地球表层系统的重大地质事件的过程和原因进行研究，了解它们与温室气候变化的关系，是具有显著的社会效益和良好发展潜力的前沿科学研究，并有可能对国际地学领域做出原始创新的理论方面贡献。

      白垩纪大洋缺氧事件历时短，分布广，富含有机质，有明显可对比的稳定同位素变化特征，同期海洋微体生物类型有明显更替和绝灭，是国际古海洋学、古气候学及能源勘探研究领域所共同关注的焦点和前沿课题。近年来，中国学者通过对东特提斯洋地区的研究迅速取得了国际对比的优势，率先提出大洋红层的科学认识，并通过发起和领导两个大型国际地质对比计划项目，形成白垩纪研究领域一个新的国际性研究方向。作为陆相大型含油气盆地，松辽地区已成为陆相环境对大洋缺氧事件等有响应记录研究的最引人注目的地区，与举世闻名的热河生物群演化研究相结合，将会形成国际白垩纪研究领域又一个极具国际竞争力和突破潜力的创新优势。

      本项目将以白垩纪与碳循环相关的重大地质事件和温室气候变化关系为主线，以大洋缺氧事件-富氧作用转变过程和机制研究为突破口，进行海陆相整合研究，重点追溯东特提斯洋和我国大陆地球表层系统重大地质事件的记录，探讨这些事件与碳循环、快速气候变化的正/负反馈机制。项目将充分利用中国大陆发育完好的白垩纪海相、陆相地层及古生物记录，通过松辽盆地白垩系科学钻探全岩芯取样和多学科综合研究途径，着眼于厘定反映地质事件和气候变化的层位及标志和时间格架，解决高分辨率海、陆相沉积事件的精确对比，分析地层中气候标志和古生物类群的地理分布，集中研究陆地和海洋环境对同一事件的响应机制，重溯白垩纪地球表层系统重大地质事件过程及成因，探究陆相烃源岩大规模形成、陆地生物群更替与温室气候变化与碳循环之间的正/负反馈关系和机制等科学问题，为预测未来全球长时间惊讶气候变化趋势提供科学依据。

      本项目包括六个课题：1）中国白白垩纪重要时期的古气候重建；2）海相白垩纪重大地质事件与气候变化；3）白垩纪重大地质事件陆相沉积响应与气候变化；4）白垩纪古气候变化与陆相大规模烃源岩形成；5）白垩纪陆地生物群辐射演化、更替与气候变化；6）白垩纪重大地质事件与温室气候变化综合研究。

◆项目意义

深入解析过去大尺度温室气候变化规律是洞察未来全球变化的重要科学依据。在地质历史中，存在着“温室气候”和“冰室气候”的交替，其中白垩纪被认为是研究温室气候的典型范例，一方面是由于白垩纪大部分时期属于极端温室气候，另一方面白垩纪时期曾发生若干与碳循环相关的重大地质事件。白垩纪也是我国东部陆相生物群发生显著更替和剧变的时期，形成了以松辽盆地为代表的具有世界规模级的陆相含油气盆地。所以，结合我国白垩纪东特提斯洋记录和陆相白垩系的地域特色，在我国对白垩纪有关重大地质事件已形成的学术优势的基础之上，通过海陆整合，深入对白垩纪地球表层系统的重大地质事件的过程和原因进行研究，了解它们与温室气候变化的关系，是具有显著的社会效益和良好发展潜力的前沿科学研究。

◆总体目标

以白垩纪与碳循环相关的重大地质事件和温室气候变化的关系为主线，以独具特色的大洋缺氧事件和富氧作用及其陆地响应为主要研究对象，重点追溯东特提斯洋和我国大陆地球表层系统重大地质事件的记录，探讨这些事件与碳循环、快速气候变化的正/负反馈机制。在此基础上，回答白垩纪重大地质事件与温室气候变化的关系、陆相烃源岩的大规模形成、陆地生物群更替及其气候变化之间的关系等科学问题并形成创新理论，为预测未来全球长时间尺度温室效应及其变化趋势提供科学依据，推动我们地球系统科学的进一步发展。

◆拟解决的关键科学问题

以白垩纪大洋缺氧事件向富氧作用转变过程及控制因素为核心，进行海陆相整合研究，探讨碳循环控制的重大地质事件与气候变化之间的关系。

◆主要研究内容

     白垩纪海相重大地质事件与气候变化
     白垩纪重大地质事件的陆相记录及其与气候变化的关系
     白垩纪陆相大规模烃源岩形成与古气候变化的耦合关系
     白垩纪海陆相重大地质事件整合研究及其与气候变化的关系

◆依托国家重点实验室

    中国地质大学：地质过程与矿产资源
    南京大学：内生金属矿床成矿机制研究
    中国科学院广州地球化学研究所：有机地球化学
    中国科学院南京地质与古生物研究所：现代古生物学和地层学
    中国科学院地质与地球物理所：岩石圈演化
    成都理工大学：油气藏地质及开发工程

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