东西伯利亚海东北部及陆坡沉积物输运机制：粒度与地球化学证据揭示的海冰和雾状层流关键作用

　　本刊推荐：本研究通过粒度分析、端元模型（EM）、X射线荧光（XRF）和放射性核素测量，首次揭示东西伯利亚海（ESS）沉积机制以海冰（frazil ice和anchor ice）输运和雾状层流（nepheloid flow）为主导。陆坡断裂区作为细粒硅泥沉积中心，其高生产力与太平洋富营养水体和上升流相关，沉积速率介于1.0–1.3 mm yr?1，为北极古环境重建提供关键依据。

　　

Regional setting

作为东西伯利亚北极陆架的一部分，东西伯利亚海（ESS）位于拉普捷夫海和楚科奇海之间（图1）。其西界为新西伯利亚群岛、小利亚霍夫斯基岛和大利亚霍夫斯基岛，并通过桑尼科夫海峡和德米特里·拉普捷夫海峡与拉普捷夫海相连。该海东部以弗兰格尔岛为界，与大陆通过长海峡分隔。ESS是北极陆架上最宽且最浅的海域，面积达913,000 km²，平均深度为...

Material and methods

本研究基于2018年和2019年ARA09C和ARA10C航次中，从东西伯利亚海东北部中层（20–50 m）和外层（50–200 m）陆架及相邻陆坡的16个站点采集的材料。样品使用多管取样器由破冰科考船Araon号采集（Jin及船载科学团队，2018, 2020）。研究站点列表见表1。从各站点采集的迷你岩心...

Lithology

根据船上沉积物描述，所有迷你岩心均呈现相对均一的岩性，但各站点间粗粒组分含量存在微小差异。沉积物主要由非生物成因的细粒沉积物（黏土质粉砂至粉砂）组成，砂含量不一。仅在St.14(10)和St.15(10)发现单粒砾石，而双壳类贝壳广泛分布于中外陆架迷你岩心中。最显著的褐黄色氧化层出现在最深陆坡...

Recent sedimentation rates along the submeridional profile

研究迷你岩心中极低的²¹⁰Pb活性可能归因于ESS极长的冰封季节（Astakhov等，2021），这阻止了²¹⁰Pb从大气沉降至水柱并最终到达海底。事实上，此前在加拿大盆地和高北极地区的海冰浮冰上已报道过高浓度放射性核素（包括²¹⁰Pb）（Baskaran，2005），而季节性...

Conclusions

粒度分析表明，ESS东北部及相邻陆坡的底部沉积物主要以黏土质粉砂和粉砂为主，但在两个站点发现了砂质粉砂。对粒度数据进行的统计分析揭示了三个端元（EM），分别代表沉积物来源和输运机制。具体而言，最细的EM1反映了浮冰（frazil ice）的长距离输运，EM2对应雾状层（nepheloid）沉积输运，而EM3则与...