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亚洲季风可追溯至64万年前

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  西安交通大学程海教授及其合作者基于我国洞穴石笋氧同位素记录在亚洲季风气候变化历史研究方面取得新突破。2016年6月10日,英国《Nature》杂志以“The
Asian monsoon over the past 640,000 years and ice age terminations
”(过去64万年的亚洲季风记录和冰期终止)为标题报道了相关研究成果。这项研究到国家自然科学基金(项目批准号:41230524,
41572156, 41561144003)的资助。

西安交通大学教授程海带领研究团队,对中国一个洞穴中石笋进行了分析,把亚洲季风的历史推到64万年之前,提供了至今为止最详细和准确的亚洲季风变化的记录。该成果6月30日在线发表于《自然》。

新萄京娱乐app,  亚洲季风是全球气候系统中的重要组成部分。亚洲夏季风将印度洋和热带西太平洋的水汽和热量输送到印度次大陆和东南亚,甚至更高的纬度,对人口密集的亚洲地区的生产和生活有着重要影响。长期以来,科学家一直致力于精确追溯亚洲季风气候的变化历史、理解其影响机制,以期能够预测全球变暖背景下亚洲季风区的气候变化走向。

洞穴沉积物中氧的同位素水平可用于判断过往的气候状况,如温度和季风强度。把氧同位素记录和铀钍测年结合在一起,可以对这些气候条件判断出一个非常准确的时间点。程海团队使用了一种最新改善过的铀钍测年技术,对湖北三宝洞深处1.5千米处收集的4个石笋进行了测年。加上过往的记录,他们建立了一个氧同位素综合记录,详细描述了从距今64万年前到1950年亚洲季风的强度。

  洞穴石笋(洞穴内的一种碳酸盐沉积)形成所经历的地球化学过程受到气候和环境因素的影响和控制,因此,其蕴含的多种指标(如碳氧同位素、微量元素、生长速率、流体包裹体、微生物等)被提取出来重建过去的气候和环境变化。如石笋沉积中的铀系同位素为确定年代标尺提供了证据,而氧同位素的高低则通常被用来反映季风的强度。

研究者把他们的记录和一份海洋氧气同位素记录进行了组合,确定最近七个冰期的准确结束时间。他们确认了北半球太阳辐射的变化受到了地球进动周期的影响,进动周期是指地球如同一个旋转的陀螺一般,沿其自转轴的周期性方向移动。地球的进动周期大约是两万年一轮回,导致了过去七个冰期的结束。研究同时显示,太阳辐射的变化影响了观测到的每千年的季风强度变化。

  程海教授及其研究团队在国家自然科学基金的支持下,与国内外同行合作对湖北神农架地区进行了长期考察,并在三宝洞采集到多根石笋材料。研究团队利用高精度铀(U)-钍(Th)定年和稳定同位素测试分析,将亚洲季风的洞穴石笋氧同位素记录延伸至过去64万年,即U-Th测年方法的年龄上限。该项研究给出了一份迄今最为详细和准确的64万年以来亚洲季风强度变化的历史记录,证实了过去7次主要冰期结束和千年尺度气候事件的发生是由岁差(地球的轴进动)引起的太阳辐射变化驱动。研究同时指出距今40万年前后和最近2000年的氧同位素记录可为预测未来的气候变化提供参考。该成果不但为其他古气候序列提供高精度的绝对年代控制,而且让我们在探索气候系统的驱动因素和响应机制方面又迈进了一步。

挪威卑尔根大学教授Nele
Meckler在同期《自然》杂志上发表专题评论认为:“中国三宝洞石笋氧同位素记录的连续64万年以来亚洲季风变化,不但为其他古气候序列提供了高精度的绝对年代控制,而且加强了我们对于目前气候系统的相互作用、强迫因子及其响应机制的理解。如此长尺度高精度年代控制的过去气候变化信息让我们在探索气候系统的驱动因素和响应机制方面又迈进了一步。”

  原文链接:.
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