南京汤山洞穴石笋稳定同位素指示的气候与环境意义

对南京汤山葫芦洞南壁钙板上一支长８２ｍｍ石笋进行了高精度热电离质谱（ＴＩＭＳ）定年及氧碳同位素分析。结果表明,该支短石笋生长时段长达３００ｋａ左或（距今４６３～１５９ｋａ）,其底部年龄进一步证实南京直立人生存时代早于４５０ｋａＢＰ。δ＾１３Ｃ值在ＭＩＳ６／７界线上的显著漂移揭示了一次土壤侵蚀事件,结束了洞穴文化层的堆积历史。     

神农架石笋记录的近200年东亚季风变化及其ENSO响应

通过湖北省神农架永兴洞石笋(编号:YX92)230Th年龄和纹层计数年代学研究,建立了1788AD-1956AD时段年际分辨率石笋氧同位素序列。该序列δ18O值变化范围为-9.70‰~-7.87‰,最大振幅约达1.83‰,呈现显著的年代际尺度振荡旋回特征。功率谱分析结果揭示存在显著的60~70年准周期信号。该记录与同区域和尚洞石笋δ18O曲线具有很好的重现性,说明其可能受控于共同的气候因子,指示了东亚夏季风大尺度环流特征。将石笋重建的东亚夏季风指标与全印度夏季降水量指示的印度夏季风指数对比,结果显示两者在年代际旋回特征上具有很好的相似性,但是呈反相位关系。进一步与ENSO指数对比,发现东亚夏季风年代际尺度变化与ENSO存在密切联系,表现为东亚夏季风增强,对应于ENSO暖期,反之亦然。因此,东亚季风与印度季风在年代际尺度上的反相位关系可能源于两者对ENSO机制的不同响应。     

盛冰期数十年尺度东亚季风变化的洞穴石笋记录

据湖北青天洞和南京葫芦洞石笋9个230Th年龄和430个δ18O测试数据,建立了18.4～14.4 kaBP平均分辨率7～8 a的东亚季风时间序列.在共同生长时段(17.5～16和18.4～17.5 kaBP),两个洞穴石笋给出了数十年尺度几乎完全一致的δ18O信号,证明了石笋δ18O记录可靠地反映了大尺度区域性季风环流及其水气同位素分馏变化.17.7和16.1 kaBP左右,石笋δ18O值明显正偏,振幅达2‰,指示两次显著的弱夏季风事件,与北大西洋冰漂碎屑事件H1b和H1a同步发生,可视为东亚季风气候系统对北大西洋H1事件的一种响应,18.3～17.7 kaBP期间,东亚季风区存在强季风降水事件,平均强度相当于Bφlling暖期的1/2,最湿润时甚至接近于Bφlling暖期降水强度,可能与北大西洋经向翻转环流的强度变化有关,这一强降水事件内部干湿旋回变化周期与Gleissberg太阳活动周期极为吻合.     

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.     

黔西南石笋记录MIS3/2阶段百年尺度季风演变和H事件特征

基于黔西南雾露洞石笋(Wu32)12个230Th年龄和371个氧同位素分析,获得了末次冰期29～20.8 kaBP分辨率约20年的亚洲夏季风演变序列.该石笋δ18O时间序列与南京葫芦洞记录在重叠时段基本一致,更为详细地记录了深海氧同位素3阶段向2阶段(MIS3/2)转换时期亚洲夏季风强度的变化过程.MIS3/2转换期季...     

“8.2ka”事件的湖北神农架高分辨率年纹层石笋记录

基于湖北神农架青天洞1支长179mm石笋的8个230Th年龄、890条纹层和445个氧同位素数据,建立了早全新世8.8 ～7.9kaB.P.时段平均分辨率为2a的亚洲季风气候记录.结果显示,8.34～8.10kaB.P.期间石笋δ18O明显正偏,指示了一次持续约240a的弱夏季风事件.该弱夏季风事件与同期格陵兰冰芯记录的中心事件(在8.21kaB.P.,持续70a)及淡水注入模拟结果基本一致,表明“8.2ka”事件与淡水注入导致的大西洋经向翻转流减弱或关闭有关.然而,“8.2ka”事件发生前约120a,亚洲季风已开始逐渐减弱,与太阳活动明显减弱时间相对应,据此推测太阳活动可能对“8.2ka”事件具有一定的触发作用.     

辽宁本溪暖和洞早全新世石笋年纹层记录

据位于典型东亚季风区辽宁本溪暖和洞一支石笋(NH6)的年纹层计数并结合3个230 Th年龄结果,建立了(8 630～7 050)±50aBP期间连续发育近1 500a的石笋年纹层厚度、灰度和氧同位素时间序列。研究石笋年纹层与北京石花洞和冰期南京葫芦洞在显微结构上相似,具有北方型石笋年层的年季旋回界面的基本特征,说明中国东部季风区石笋年层生长的气候控制因素特征明显。厚度与灰度在十年至百年际尺度旋回上呈现出整体一致的变化特征(相关系数r=0.56,n=1 580),反映了降水季节性反差较大条件下洞穴有机质等物质输入和滴水饱和度之间具有内在联系。两者的功率谱周期显示11～2a共同成分,与现代季风降水周期吻合。年生长速率与氧同位素曲线的不一致,说明洞穴地点环境对大尺度季风气候的复杂响应。     

南京直立人生存的年代及气候地层对比

1 朱梅.葡萄酒.北京:轻工业出版社,1954 2 尹克林,梁武,诸葛宏庆.酿酒葡萄品种“蛇龙珠”的叶形结构数值鉴别.园艺学报,1998,25(2     

阿勒罗德至新仙女木早期气候转型特征

湖北神农架青天洞QT17石笋的3个U-Th年龄和持续1440a的纹层计数序列提供了13.5～12.1kaBP期间平均4a分辨率的δ18O东亚季风强度记录。该记录与Cariaco盆地纹泥灰度记录显示阿勒罗德至新仙女木早期气候呈现低幅振荡特征,而格棱兰GISP2和GRIP冰心温度记录在同时段则呈现大幅高频振荡。4个记录的气候转型时间在测年误差范围内基本一致,一定程度上说明北半球高低纬千年尺度气候事件同步变化。然而,该期间东亚季风气候转型持续时间近550a(纹层计数年),而大西洋气候记录仅有230～400a,可能由于季风气候降水同位素部分受来自海洋水源同位素的影响。