目前对全球古温度的理解主要基于海洋记录,由于缺乏可靠的陆地古温度指标,对陆地温度变化的认识较为有限,这限制了对全球变暖背景下,陆地温度变化规律和机制的深入理解。支链甘油二烷基甘油四醚类化合物(brGDGTs)是某些细菌微生物细胞脂膜中的四醚化合物,近20年来已成为广泛关注的陆地古温度计。该温度计一经推出,便在黄土古温度,特别是长时间尺度的古温度重建中发挥了重要作用。本研究首先回顾了brGDGTs温度计的发展历史,总结了近年来该温度计在细菌培养实验、现代过程调研、仪器分析方法、数据处理技术等方面的创新和进展。然后介绍了支链GDGTs在黄土古土壤剖面中不同时间尺度的古温度重建研究进展。黄土高原brGDGTs记录的陆地温度呈现明显的冰期-间冰期波动特征,表明太阳辐射和全球冰量对陆地温度变化重要的驱动作用;但与海洋温度相比,冰盛期-冰消期时段增温超前于海洋记录,推测陆地下垫面(植被、土壤湿度等)动态演化可能会对陆地温度变化起着重要的调控作用。
最后多角度分析了brGDGTs陆地古温度重建面临的机遇和挑战。作为稀缺的陆地古温度计,brGDGTs为认识陆地温度变化规律和机制提供了难得的工具,但其确切生物来源、形成机制尚不明确。另外,全球黄土brGDGTs温度在变化趋势、周期和幅度上存在较大差异,且造成这种差异的原因还不清楚。为了应对这些挑战,应继续加强brGDGTs温度计的基础理论研究,明确其来源和形成机制,优化分析方法和校正模型。同时,结合现代观测和模拟研究,探究不同时间尺度下陆地下垫面(植被、土壤湿度等)与温度变化之间的反馈机制,进一步丰富我们对全球温度变化规律和机制的认识。