相对海平面变化

广泛的沉积物和地貌可以用来重建海平面的历史,如三角洲、海滩、岸脊和标志着以前海岸线的侵蚀平台。更精确的海平面数据可以从从小湖泊以及位于小范围内不同海拔高度或同一等基底上的沼泽(例如Svendsen和Mangerud, 1987)。

在欧洲西北部,海岸线沿线的许多地点已经重建了自冰川消退以来的海平面上升,主要来自河口沉积物还有沿海盆地。沿海湖盆地可以提供最准确的海平面变化历史。一旦这些盆地(最好有基岩阈值)被抬升到海平面以上,它们就开始积累微咸水和淡水沉积物(图6.3)。这种盆地被称为隔离盆地(例如Svendsen和Mangerud, 1987年)。一个海洋过犯可能导致这些盆地的再淹没,咸水或海洋沉积物将积聚在淡水沉积物之上。必须强调的是,海平面相对于盆地出口的位置决定了沉积物是海相、微咸相还是湖相。海平面与每个湖的出水口水平的时间是通过识别(使用生物地层学方法)和确定咸淡水和咸淡水之间的边界来确定的湖泊沉积物在核心。然而,这种方法要求在咸水层序和湖相层序之间没有空隙。花粉和硅藻生物地层学通常可以用来测试是否沉积作用是连续穿过这个边界。年确定的以前海平面的高度和日期

图6.3基岩盆地在三个不同阶段。顶:海平面(1)远高于阈值时;中心:海平面(2)在临界值时;底部:当海平面低于阈值时。右边显示的是一个典型的岩心序列,以及收集放射性碳样本的水平。为了构建海平面曲线,不同海拔高度的盆地被取心。(改编自斯文森和曼格鲁德,1987)

图6.3基岩盆地在三个不同阶段。顶:海平面(1)远高于阈值时;中心:海平面(2)在临界值时;底部:当海平面低于阈值时。右边显示的是一个典型的岩心序列,以及收集放射性碳样本的水平。为了构建海平面曲线,不同海拔高度的盆地被取心。(改编自斯文森和曼格鲁德,1987)

每个地点在年龄高程图中标出,相对海平面曲线是每个湖泊点之间的回归线。曲线的分辨率取决于包含多少来自不同海拔的位置,因此分辨率在每个图内和不同图之间都是不同的。为了避免储层年龄和再沉积问题,放射性碳测年应优先从湖相/半咸水相边界提取。在退退阶段,放射性碳年龄可能略小于边界,而在海侵阶段则略大于边界。

沿着第四纪冰原的边缘,形成了海岸线。随着冰川消退和隆起的进行,较低的海岸线形成了。由于随着时间的推移,差异隆起的量在减少,年轻的海岸线倾斜的程度比老海岸线要小。在等距海岸线图中可以清楚地看到这一点。由于外部峡湾地区的冰川消融比内部更早,因此较低的海岸线通常比较高的海岸线更靠近内陆。在苏格兰、斯堪的纳维亚半岛、加拿大北极和美国东部都可以观察到这种现象。在冰消作用之后,由于冰川-均衡隆起和冰川-均衡隆起之间的复杂相互作用,形成了海岸线glacio-eustatic海平面上升的影响。在不同地区发现相同年代的突出海岸线时,可以为这些海岸线构造等基。等基底并不表现出岸线形成以来的绝对隆升,而是总体隆升量减去glacio-eustatic海平面变化的组成。例如,如果在海拔40米的海岸线被确定为9000 yr bp,当全球海面升降的海平面比现在低约35 m,表明总隆起为75 m。重要的是要记住,等基连接点的高度或隆起相同的年龄。等碱基模式既可以手工重建,也可以通过趋势面重建,并给出三维

冰荷载引起的地壳变形图片。最近,冰川模型地壳均衡反弹和海平面波动(Lambeck, 1991a,b, 1993a,b)。这些模型结合了冰川学数据、与海平面变化有关的经验数据和地球物理参数,产生了与实际海平面历史非常吻合的数值模型。

Clark et al(1978)和Clark(1980)将地球表面分为6个海平面

均衡海平面变化加拿大地图 地壳均衡反弹
图6.4海平面带分布及典型的相对海平面曲线。(改编自Clark et al, 1978)
相对海平面 海平面变化地球
图6.5区域等基准线图,(a)加拿大东部大约6000 yr bp以来的海岸线出现。(b)全新世斯堪的纳维亚半岛的绝对隆起。(c)苏格兰冰川后主要岸线(约7000-6000 yr bp)等基底。(修订自Benn and Evans, 1998)

带(图6.4)海平面曲线.区域1在大的限制范围内更新世冰原,特征为持续的土地隆起(回归)。第2区发生在更新世冰原的界限之外,这里的海平面历史受到前隆起塌陷修正的海面淹没的影响。第三区离原冰原更远。该区域的特征是最初的海面淹没,然后在déglaciation后几千年出现。第4区位于热带和亚热带,以持续的海面下沉为特征。在南部大洋的第5区,海平面最初由海面下沉控制;然而,当冰川融水停止流向海洋,稍微出现。6区包括除2区以外的所有大陆边缘,其特征是在融水停止流入海洋后轻微出现。

在更新世冰原覆盖的区域内(1区),海平面的变化以均衡抬升和后退为特征。隆升的模式可以从等碱基图中研究。等碱基图提供了关于地壳均衡载荷的信息,因此也提供了冰原分散中心的信息。加拿大东部、斯堪的纳维亚和苏格兰的广义等碱基图如图6.5所示。的提升斯堪的纳维亚和苏格兰的格局表明有一个主要的装载中心,而加拿大东部上空的等基线显示有三个装载中心,表明劳伦蒂德冰盖上有多个圆顶。在有详细调查的地区,等碱基图通常更复杂,表现出突然的不连续,反映出可能的断层或断层骨折区域

继续阅读:未来海平面变化的模型

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