重庆羊子洞MIS5a/MIS4转换时期石笋微量元素记录及其气候意义

利用重庆丰都羊子洞石笋Y02 ICP-MS测年数据、微量元素数据和石笋氧同位素数据重建了三峡库区76~69 ka B.P.时段的古气候环境信息。将石笋Y02测试数据与太阳辐射曲线、格陵兰NGRIP冰芯和南海海表温度进行对比分析,结果显示石笋Mg/Ca主要响应降水变化,而Sr/Ca、Ba/Ca和U/Ca更多地响应地表土壤状况和当地大气粉尘活动,间接响应降水变化;石笋Y02 δ18O记录出现偏重的趋势比微量元素比值增大时间晚1 ka多,表明石笋微量元素比值可能还受到温度影响。     

中晚全新世科尔沁沙地沉积物化学特征及其气候变化

科尔沁沙地位于我国沙漠-黄土边界带和北方农牧交错带,深受东亚季风的影响,对全球气候变化反应非常敏感,是研究全球气候变化的理想区域。TL剖面磁化率、粒度和地球化学元素氧化物及其比值变化分析表明:中晚全新世研究区气候极不稳定,可以大致划分为:① 6.0～4.2 ka BP,气候暖湿,夏季风逐渐增强,并占据主导,冬季风较弱,与全新世大暖期对应,但存在百年尺度的气候波动,其中:6.0～5.6 ka BP,5.5～5.4 ka BP,4.9～4.7 ka BP,4.5～4.2 ka BP气候暖湿;5.6～5.5 ka BP,5.4～4.9 ka BP,4.7～4.5 ka BP气候相对冷干。② 4.2～1.3 ka BP,气候相对暖湿,与上一阶段相比夏季风有所减弱,其间也存在次一级波动,4.2～3.63 ka BP,3.57～3.4 ka BP气候相对干冷;3.63～3.57 ka BP,3.4～1.3 ka BP,气候相对暖湿。③ 1.3～0.65 ka BP以来,气候波动频繁,后期有向暖湿发展的趋势。这些气候变化与区域和全球变化具有良好的对应关系,反映该区气候变化与全球气候变化具有高度一致性。     

西藏昌都崩勒溶洞石笋7 ka BP以来高分辨δ18O、δ13C记录的气候变化

通过对青藏高原崩勒溶洞石笋进行高精度的230 Th测年和C、O同位素分析,建立了中全新世7ka BP以来西藏昌都地区高分辨率的古气候变化记录。石笋C、O同位素记录揭示出,西藏昌都地区中全新世(约7ka BP)以来的气候演化大致可分为3个气候阶段:7000~4500aBP为暖期阶段,气候总体处于高温暖湿,伴随缓慢降温;4500~2300aBP为降温期阶段,出现持续降温,气候变得干旱;2300aBP至今为升温期阶段,气温及降水均出现波动上升。石笋C、O同位素记录的研究结果表明,中全新世以来研究区存在高温暖湿、快速降温干旱以及后期气候强烈震荡升温的气候过程。通过与董歌洞石笋同位素记录对比表明,崩勒溶洞石笋δ18 O同位素曲线变化的斜率、震荡幅度都要明显高于董歌洞石笋记录,揭示出青藏高原东部季风区的气候波动与全球性冷暖变化具有一致性,但高原石笋同位素记录对气候变化更加敏感。昌都石笋同位素反映的气候变化趋势与低纬地区夏季太阳辐射强度变化正相关,表明太阳辐射强度变化是高原季风影响区气候变化的重要驱动因素。     

南京葫芦洞石笋微量元素记录的末次冰消期气候变化

采用Avaatech型岩芯X射线荧光光谱扫描仪技术,对发育有连续3900年纹层(18.3～14.4ka B.P.时段)的南京葫芦洞YT石笋进行了Sr,Ba和Pb微量元素分析.选择Sr/Ca,Ba/Ca和Pb/Ca作为代用指标,研究了末次冰消期洞穴地点岩溶水文条件和气候变化特征.Ba/Ca和Pb/Ca值从大约17.5ka B.P.开始呈现出减小的趋势变化,而Sr/Ca呈现出在大约16.1ka B.P.发生转折的“V”型演化趋势.Sr/Ca反映了岩溶水在上覆围岩中的滞留时间(与夏季降水相关),而Ba/Ca和Pb/Ca指示了土壤及其基岩的本底值和淋滤作用强度.Sr/Ca比值与纹层厚度、δ13C记录在数百年-千年尺度上呈现一致的变化,共同指示了南京葫芦洞地点有效湿度的变化过程,与δ18O的对应性表明葫芦洞石笋δ18O可以指示当地季风降雨量的变化过程.此外,石笋Ba/Ca和Pb/Ca与格陵兰粉尘和Ca2+记录在长期趋势上呈现一致变化,表明该类元素比值主要反映与冬季风强度密切相关的粉尘活动强度变化.研究结果表明,东亚冬、夏季风对神秘期内发生的冰漂碎屑事件(H1a,16.1ka B.P.和H1b,17.5ka B.P.)具有不同的响应方式.Ba/Ca和Pb/Ca序列的功率谱分别呈现出66a、35a、23a、14a和61a、46a、22a、19a、17a、15a周期,说明北大西洋涛动和太阳活动影响着冬季风强度的高频变化.     

中全新世东亚季风年至10年际气候变率:湖北青天洞5.56～4.84ka B.P.石笋年层厚度与地球化学证据

中全新世年至10年际东亚季风气候变率及其动力学机制有助于深入了解当今全球气候变暖的自然变率贡献.本文基于湖北青天洞一支石笋的铀系年龄、年纹层计数、氧同位素和微量元素测量结果,建立了中全新世5.57～4.84ka B.P.时段平均分辨率为3～4年的东亚季风气候和洞穴地点环境演变序列.石笋年纹层由冬季亮色薄层和夏季暗色厚层组成,对应冬、夏季节层的δ18O和δ13C正负漂移与现今冬夏降水和岩溶环境同位素值变化基本吻合.然而,元素比值(Mg/Ca和Sr/Ca)揭示了冬夏季风降水与岩溶作用的复杂响应过程.在10年际尺度上,石笋氧同位素记录了3次间隔200年左右的弱季风事件,分别发生于5.56～5.50ka B.P.,5.26～5.20ka B.P.和5.01～4.94ka B.P.,每个事件大约持续60年,反映了太阳活动周期控制季风强度变化的频率.Mg/Ca和Sr/Ca比值与季风强弱变化不存在明显的对应关系,但其功率谱具有200年和40年左右周期,说明东亚季风气候和岩溶环境过程之间既有共同的控制因素又有不同的演化机理.     

中全新世云南寻甸地区气候演化与冷干事件的石笋记录

通过对云南寻甸XR1石笋进行TIMS-U系测年、氧碳同位素和沉积速率变化分析,重建了寻甸地区中全新世季风气候演化模式:(1)8.0～6.0 ka BP为温暖湿润期;(2)6.0～5.1 ka BP为气候突变期,温湿向冷干转变;(3)5.1～2.1 ka BP为气候恢复期,气候从冷干逐渐恢复到中全新世正常的气候水平.XR...     

桂林地区水南洞14～25万年石笋的碳氧同位素记录和古气候重建

通过对桂林水南洞石笋进行高精度的热电离质谱(TIMS－U)测年和碳氧同位素分析,建立了桂林地区245.20 ka BP至147.90 ka BP间的古气候变化时间序列,确定了石笋记录的时段B与时段C分界的年龄为242.5±6.4 ka BP(相当于深海岩芯氧同位素标准曲线时段7与时段8分界的年龄)、时段A与时段B分界的年龄为 192.6±3.9 ka BP(相当于深海岩芯氧同位素标准曲线时段6与时段7分界的年龄)。桂林地区245.20～147.90 ka BP石笋记录的冷暖事件所反映出的古气候变化,大致可分为3个气候变化阶段:(1) 245.2～242.6 ka BP, 相当于深海岩芯氧同位素标准曲线阶段8的末期;(2) 242.5～192.6 ka BP,相当于深海岩芯氧同位素标准曲线时段7;(3)192.6～147.9 ka BP间的倒数第2次冰期, 相当于深海岩芯氧同位素标准曲线时段6的早中期。石笋的TIMS－U测年和碳氧同位素记录揭示,桂林地区245.2～147.9 ka BP的古气候演变历史与深海岩芯时段8末期、时段7和时段6的氧同位素,深海岩芯中记录的孢子花粉组合、CaCO3含量、海平面的升降变化以及与中国北方黄土、古土壤中记录的孢子花粉组合、成壤程度、全铁富集程度、磁化率变化、原生碎屑CaCO3含量和淋溶强度等所揭示的古气候和古季风变化具有极好的对应关系,表明桂林地区中更新世晚期以来的古气候演变既有全球性特征,又有着强烈的区域性特征。     

桂林响水洞600kaBP以来石笋高分辨率的气候记录

通过对桂林响水洞的石笋进行高精度的TIMS—U系测年和C、O同位素分析，建立了中全新世6．00ka B P以来桂林地区高分辨率的古气候变化时间序列。石笋剖面的C、O同位素记录揭示，桂林地区中全新世(6．00ka B P)以来的季风气候变化，大致可分为2个气候期：6．00～3．57ka B P为气候适宜期，显示东亚夏季风由强盛逐渐变为减弱的趋势，为气候温暖湿润期；3．57～0．37ka B P为降温期，显示东亚夏季风减弱，冬季风增强以及气候的大幅度波动。在这一降温期，间夹多次短暂的温暖期。石笋同位素记录的研究结果表明，在6．00～0．37ka B P间的中全新世——气候适宜期，δ^18O值由偏负逐渐向偏正的变化趋势，反映东亚夏季风由强变弱，降雨由多变少，气温由高变低的变化趋势。     

中晚全新世湘西莲花洞石笋旋回沉积速率变化及其古气候意义

石笋旋回沉积速率是按照石笋沉积旋回测年得到的沉积速率,是石笋沉积过程的重要参数和反演古气候变化的有效代用指标。旋回沉积速率的波动可能反应了地表温度和降雨量的变化,与夏季风强度存在关联。文章以湖南湘西莲花洞LH2石笋为材料,利用42个230Th年龄获得的石笋旋回沉积速率序列重建了8.6 ka BP以来湖南湘西地区温度和降雨雨量的变化历史: 8.6-4.2 ka BP期间,气候以高温多雨为特征,夏季风强,石笋生长率高,但气候并不稳定,存在一系列千年-百年尺度的波动;4.2-0.05 ka BP期间,气候整体偏冷干,旋回沉积速率偏低。总体上,在轨道尺度上,LH2石笋的旋回沉积速率与该石笋的δ18O值之间存在负相关关系。旋回沉积速率的重复性检验证明了旋回沉积速率古气候记录的有效性。石笋旋回沉积速率变化主要受北半球夏季太阳辐射量的控制和ITCZ的直接影响,在百年尺度上,旋回沉积速率的波动可能与中晚全新世的弱季风事件存在关联。      

苏拉威西海周边地区全新世植被演化及气候变化

全新世时期的环境和气候变化是全球气候模拟、预测中不可或缺的资料.对苏拉威西海西北部MD98-2178孔(3.6200°N,118.7000°E,水深1 984 m)全新世的样品进行孢粉分析和浮游有孔虫氧稳定同位素测试,重建全新世苏拉威西海周边地区植被演化和气候变化图景.根据孢粉记录得到:在全新世早期至7 ka BP时,各孢粉组合浓度剧烈下降,指示海平面处于上升阶段;在7~4 ka BP时,各孢粉组合浓度都处于低谷,体现为高海平面期;在4 ka BP之后,孢粉记录则显示海平面有小幅的下降.在全新世中期,即5~4 ka BP,热带高山雨林花粉含量明显上升,表明是温度低值期.蕨类孢子记录显示降雨量在全新世早期是持续增加的,但在全新世中期之后,降雨量有所减少,这与陆地孢粉记录和印尼石笋记录的结果相似,体现全新世该地区降雨量受海陆格局和太阳活动共同影响.      

桂林水南洞1号石笋的沉积年代学研究

通过综合研究广西桂林盘龙洞1、2号、响水岩1号石笋,年龄分别为3万a,＞35万a,5．6万a;贵州荔波董歌洞3、4号、衙门洞1号石笋,年龄分别为16．3万～9．1万a,15．5万a,5．3万～0．7万a;都匀七星洞14、16号石笋,年龄分别为6．4万～1．9万,18．9万～14．9万a;湘西莲花洞1、5号石笋,年龄分别为6万～21a,8万～6万a。这些1．2～4 m高的巨型石笋,沉积旋回、纹(微)层、层面构造等特征,都很有典型性和代表性。根据石笋的宏观、微观沉积特征和系统测年,拟逐步取代测年精度不高的现行第四纪地质年表。笔者以水南洞1号石笋11个沉积旋回及其相关沉积特征为基础,采用TIMS-U系方法测年,精度高,作为桂林地区距今25万～15万a的地质年表。居于第四纪下限趋向＞250万a,建议以20万前后作为第四纪晚更新世与中更新世的断代分界,该分界处于石笋第3次沉积间断,期间形成厚达3 mm的风化壳,上下物质结构构造有显著差异。11个沉积旋回中,凡寒冷期沉积的碳和氧同位素都偏重,极值都是转冷的跃(突)变点,或沉积间断面。11次沉积间断时间长、短差别大,其中第3次、第9次分别为2万a、2千a。这些综合地质、气候信息在1号石笋纵剖面上呈协调显示,是重建古气候环境的可信依据。     

The palaeoenvironmental significance of δ13C of stalagmite BW‐1 from Beijing,China during Younger Dryas intervals inferred from the grey level profile

High‐resolution records of carbon isotope composition and grey level were analysed from a stalagmite, BW‐1, from Beijing, China, deposited between c. 14 and 10.5 ka BP, the δ¹⁸O profile of which has been used to discuss the timing and structure of the Younger Dryas (YD) event in north China. The high grey level and low δ¹³C match the milk‐white coloured locations on the polished stalagmite surface and coincide with enhanced luminescent bands within which the concentration of both impurities and the total organic carbon (TOC) are high. Additionally, the fluorescence of speleothems was derived from organic acids that have been flushed onto the stalagmite surface along with impurities from the overlying soil by heavy summer rain and co‐precipitated with the speleothem calcite. Thus, predominantly low δ¹³C and high grey level values indicate increased summer precipitation that supports abundant vegetation and robust biological productivity. Consequently, three distinct time intervals are defined by the palaeoenvironmental conditions expressed in the δ¹³C and grey level records of stalagmite BW‐1: (i) a warm‐humid stage (Pre‐YD, 13.97 to 12.85 ka BP, including a hiatus from 12.99 to 13.21 ka BP reported before); (ii) a cool‐arid stage (YD, 12.85 to 11.56 ka BP); and (iii) a warm‐humid stage (Post‐YD, 11.56 to 10.39 ka BP). The inferences based on our research are generally consistent with other regional vegetation and climatic records.     

Sub‐arctic Holocene climatic and oceanographic variability in Stjernsund,northern Norway: evidence from benthic foraminifera and stable isotopes

A high‐resolution record, covering 9.3–0.2 ka BP, from the sub‐arctic Stjernsund (70°N) was studied for benthic foraminiferal faunas and stable isotopes, revealing three informally named main phases during the Holocene. The Early‐ to Mid‐Holocene (9.3–5.0 ka BP) was characterized by the strong influence of the North Atlantic Current (NAC), which prevented the reflection of the Holocene Climatic Optimum (HCO) in the bottom‐water temperature. During the Mid‐Holocene Transition (5.0–2.5 ka BP), a turnover of benthic foraminiferal faunas occurred, Atlantic Water species decreased while Arctic‐Polar species increased, and the oxygen isotope record showed larger fluctuations. Those variations correspond to a period of global climate change, to spatially more heterogeneous benthic foraminiferal faunas in the Nordic Seas region, and to regionally diverging terrestrial temperatures. The Cool Late Holocene (2.5–0.2 ka BP) was characterized by increased abundances of Arctic‐Polar species and a steady cooling trend reflected in the oxygen isotopes. In this period, our record differs considerably from those on the SW Barents Sea shelf and locations farther south. Therefore, we argue that regional atmospheric cooling triggered the late Holocene cooling trend. Several cold episodes centred at ～8.3, ～7.8, ～6.5, ～4.9, ～3.9 and ～3.3 ka BP were identified from the benthic foraminiferal faunas and the δ¹⁸O record, which correlated with marine and atmospherically driven proxy records. This suggests that short‐term cold events may result from reduced heat advection via the NAC or from colder air temperatures.     

"8.2 ka BP冷事件"的研究现状展望

统计了全新世早期气候突变事件"8.2 ka BP冷事件", 并对其触发机制及区域气候响应做了较深入的分析. 从各种气候记录的分布情况来看, 全新世早期的这次冷事件是全球性气候事件, 并非是一种局部气候变冷事件. 全新世早期Agassiz和Ojibway阻塞湖在大约8.47 cal ka BP时突然排泄, 可能是造成8.4～8.0 cal ka BP时期北大西洋地区突然降温的主要原因;另外, 8.4～8.0 cal ka BP期间的太阳辐射量减小或太阳活动减弱, 也可能对全新世早期的这次冷事件有一定强化作用. 由于西风带南移和季风环流减弱等原因的影响, 使得这次冷事件区域气候响应有明显的不同, 欧洲的中高纬度地区、东亚地区呈现一种冷干的气候状态;北美洲三分之二的地区降水量减少、风力加强;中美洲、非洲的大部分地区和阿拉伯半岛均以干旱为主;东欧、地中海地区呈现普遍的冷湿气候环境, 亚马逊盆地、智利玻利维亚高原呈现低湿的气候状况.     

Persistent millennial-scale climatic variability over the past 25,000 years in Southern Africa

Data from stalagmites in the Makapansgat Valley, South Africa, document regional climatic change in southern Africa in the Late Pleistocene and Holocene. A new TIMS U-series dated stalagmite indicates speleothem growth from 24.4 to 12.7 ka and from 10.2 to 0 ka, interrupted by a 2.5 ka hiatus. High-resolution oxygen and carbon stable isotope data suggest that postglacial warming was first initiated 17 ka, was interrupted by cooling, probably associated with the Antarctic Cold Reversal, and was followed by strong warming after 13.5 ka. The Early Holocene experienced warm, evaporative conditions with fewer C₄ grasses. Cooling is evident from 6 to 2.5 ka, followed by warming between 1.5 and 2.5 ka and briefly at AD 1200. Maximum Holocene cooling occurred at AD 1700. The new stalagmite largely confirms results from shorter Holocene stalagmites reported earlier. The strongest variability superimposed on more general trends has a quasi-periodicity between 2.5 and 4.0 ka. Also present are weaker 1.0 ka and 100-year oscillations, the latter probably solar induced. Given similarities to the Antarctic records, the proximate driving force producing millennial- and centennial-scale changes in the Makapansgat record is postulated to be atmospheric circulation changes associated with change in the Southern Hemisphere circumpolar westerly wind vortex.     

15,000 Years of vegetation change in the Bonneville basin: the Blue Lake pollen record

This paper contributes to the emerging picture of late Pleistocene and Holocene environmental change in the Bonneville basin, western North America, through analysis of pollen and sediments from the Blue Lake marsh system, a major wetland area located on the western margin of the Great Salt Lake desert. Analyses of data obtained from the upper 4 m of the Blue Lake core suggest that during the latest Pleistocene, when Lake Bonneville covered the Blue Lake site, pine and sagebrush dominated terrestrial plant communities. These steppe-woodland taxa declined in abundance after ～12 cal ka BP. Wetland plant communities developed at or nearby Blue Lake by ～11.9 cal ka BP and bulrush-dominated marshes were established no later than 10.8 cal ka BP. The Blue Lake wetlands largely desiccated during a dry and warm early middle Holocene ～8.3–6.5 cal ka BP. Climatic amelioration starting ～6.5 cal ka BP is marked principally by a local return of marshes at the expense of playa and grass meadow communities, and a regional increase in sagebrush relative to other dryland shrubs. Singleleaf pinyon pine migrated into the nearby Goshute Mountains after ～8 cal ka BP. Late Holocene fluctuations include cool intervals from ～4.4 to 3.4 and ～2.7 to 1.5 cal ka BP and warmer conditions from 3.4 to 2.7 cal BP and after 1.5 cal ka BP.     

贵州黔西县水西洞石笋记录的末次冰期Heinrich Stadial 4气候突变事件

末次冰期Heinrich Stadial 4气候突变事件(HS4事件)是发生于约40 ka B.P.(B.P.表示Before Present, Present为公元1950年)最为显著的一次海因里希冰阶事件,对其转型特征和精细结构的刻画有助于深入理解千年尺度气候突变事件的机制。本研究基于贵州黔西县水西洞SXG-3石笋的11个高精度²³⁰Th年龄和277个δ¹⁸O数据,重建了40.77～37.17 ka B.P.时段平均分辨率为13 a的亚洲夏季风强度演变序列。该石笋氧同位素记录清晰地捕捉到了HS4弱季风事件,呈现出三阶段变化的特征,即：第1阶段(39.97～39.13 ka B.P.),石笋δ¹⁸O在840±90 a内偏正1.32‰,夏季风缓慢减弱,对应于热带辐合带(Intertropical Convergence Zone,简称ITCZ)的南移和格陵兰气候快速变冷;第2阶段(39.13～38.35 ka B.P.),石笋δ¹⁸O整体偏正,平均为-8.34‰,夏季风强度达到最弱,而南美季风达到最...