古海洋学研究历史与现状

古海洋学是依据海洋沉积物中记录的古环境变化信息，利用海洋地质学的研究方法，结合化学海洋学、物理海洋学和生物海洋学的研究成果，研究地质历史上的海洋体系状况及其演化和受控因素的一门学科。古海洋学是20世纪随深海钻探计划（DSDP）的实施而真正发展起来的一门新兴边缘学科。早期的古海洋学研究与稳定同位素理论的建立密切相关，美国化学家Urey于1947年提出了利用海洋碳酸盐中氧同位素的组成来恢复地质时期的海水温度变化（Urey，1947）；1955年，美国地质学家Emiliani首次利用浮游有孔虫壳体测得了更新世海水表层的古温度，得出了更新世的冰期与间冰期旋回，验证了米兰柯维奇理论的正确性（Emiliani，1955），这一时期的古海洋学可称为“氧同位素古海洋学”。古海洋学的迅速发展得益于深海钻探计划的实施，1968—1983年进行的深海钻探（DSDSP）及随后的大洋钻探（ODP）为古海洋学的研究提供了理想的材料，使古海洋学家有了更多施展才华的机会。而20世纪70年代开始使用液压活塞取样装置（HPC）采得的无扰动岩芯为高分辨率地层的建立创造了条件。稳定同位素质谱仪进样系统的发展使得样品的测量范围和精度大大提高。此外，应用超导磁力仪获得的大洋地层古地磁年代和氧同位素地层的结合，解决了地层年代的对比问题（Shackleton，1973、1976）。这三方面的突破带来了古海洋学的突飞猛进，海洋学的研究取得了一系列的丰硕成果，揭示了古气候和古海洋环境演变的基本规律，建立了古环境演变的基本格架，这些成果对于认识现代全球变化具有宏观的指导意义。

进入20世纪90年代，高分辨率氧同位素地层学的建立为高精度的地层划分和对比提供了良好的参照系。海洋微体古生物转换函数所得到的精度为0．5～1℃的古温度，为详细研究古海洋温度场提供了可靠的依据。而AMS14C测年技术的应用使地层年代学精度达到百年级，带来了地质年代测定的革命，这些新技术的应用使得高频古海洋学事件的研究成为古海洋学研究的新热点。新仙女木事件（Younger Dryas）、Heinrich事件、D－O旋回以及Bond旋回这一系列非轨道事件的发现和对它们的认识，对于揭示人类历史上气候、环境的演变过程和现代环境的形成以及预测其未来的发展趋势有着极其重要的意义。目前，愈来愈多的研究表明，这些高频率的突发事件具有全球意义，说明地球是一个统一的整体，牵一发而动全身，为了了解和解释这些短期事件的形成机制，必须考虑到整个地球系统的各个圈层及其它们之间的相互作用，古海洋学的研究必须紧密围绕全球变化进行。所以1995年启动的国际地圈－生物圈计划（IGBP）的重要核心计划之一就是“过去的全球变化”（PAGES）研究。过去全球变化研究可以提供历史时期地球环境变化规律以及人类活动对地球环境的影响等一系列信息。现在是过去的延续，未来是现在的发展，只有更好地了解事物发展的客观规律及内在联系，才能更好地预测事物的发展，对未来进行科学、合理的预测。

在研究方法上，微体古生物仍然是古海洋信息的主要载体，并从以往诸多定性的静态描述转为通过对“过程”的研究，进行定量的动力学探讨，其中有两个主要的研究特点，一个是根据因子分析、聚类分析和回归分析等多元统计分析技术建立微体生物群落的统计学模型，结合现代海洋环境资料赋予不同统计模型以特定的环境指示意义，客观地分析生物群落与古海洋环境之间的相关关系（Ravelo et al．，1990、1992；Wells et al．，1994；Andreason et al．，1997）。另一个特点是随着海洋古生态学研究的深入，对某些特征属种的环境指示意义的研究也更加精细和具体化（Hermehn，1985；Xu Xuedong，1999；Jian Zhimin，2000）。在研究的方式上，打破了学科间的壁垒围限，进行跨学科的交叉和结合，使古海洋学研究沿着纵向深入和横向交叉的方向发展，其中地球化学在古海洋学研究中异军突起，成为颇具生命力的发展方向。随着古海洋学研究成果的日益丰富和一些新方法、新技术的应用和突破，古海洋学的理论会日渐成熟，必将产生一系列丰硕的成果，古海洋学在未来全球变化研究中将起到举足轻重的作用。