上新世-第四纪亚洲内陆干旱化过程——柴达木中部鸭湖剖面孢粉和盐类化学指标证据

亚洲内陆干旱区是与亚洲季风区密切关联的一个环境系统,其形成演化与青藏高原的隆起和全球变化等因素密切相关,揭示其干旱化过程和趋势具有重大的理论和现实意义。文章通过对亚洲内陆干旱区柴达木盆地中央鸭湖剖面孢粉和盐类化学指标的初步研究,表明5.3Ma时湖泊周围已分布着以蒿属、藜科、麻黄、禾本科等为主的草原,气候已经变干,由此期较高的氯离子、硫酸根离子及碳酸钙含量表明湖泊演化处于沉积碳酸盐和少量硫酸盐阶段;3.4Ma后草本植物含量略有增加,但离子含量普遍降低,推测气候季节性增强;2.6Ma后耐旱植物花粉含量与盐度指标均呈现明显长期增加趋势,气候快速向更干旱方向发展。     

亚洲中部干旱区全新世气候变化的西风模式* ——以新疆博斯腾湖记录为例

位于受西风环流显著影响区的我国最大内陆淡水湖——新疆博斯腾湖提供了全新世亚洲中部干旱区气候变化的可靠记录。对该湖钻探岩芯、沉积年代以及孢粉、碳酸盐含量、粒度等代用指标分析结果表明,末次冰消期到全新世早期湖泊干涸,风砂沉积盛行,气候干旱;约8cal.kaB.P.以来现代湖泊形成,气候相对湿润,其中,约6.0~1.5cal.kaB.P.期间代用指标A/C值指示的流域湿度增加,盘星藻指示的湖泊深度最大,全新世最湿润时段发生在中晚全新世。博斯腾湖记录的早全新世干旱和中晚全新世湿润的气候框架得到中亚其他较高分辨率湖泊记录的支持,具有普遍性。亚洲中部西风影响区这一全新世气候变化框架与亚洲季风区早中全新世夏季风强盛、中晚全新世季风衰落的变化模式显著不同,具有近似反相位(out of phase)变化特征。广大中亚内陆干旱区中晚全新世湿润气候不大可能是东亚季风深入内陆造成的,更可能是通过西风环流与高纬度北大西洋相联系,其驱动机制需要更深入研究。     

亚洲内陆干旱区巴里坤湖记录的H1突变事件

对亚洲内陆干旱区Heinrich (H)事件发生时的气候状况和植被响应过程的研究有利于加深对内陆干旱生态系统与气候突变事件关系的理解.本研究以新疆巴里坤湖BLK11A岩芯450~610 cm段的沉积物为研究载体,基于AMS 14C年代控制,通过岩性、粒度、 X射线荧光光谱元素钛含量( XRF-Ti)和孢粉变化特征等对H1突变事件(17~15 cal. ka B. P.)发生时流域的气候特征和植被分布状况进行了重建.研究结果表明: 1)H1时期湖泊岩性以砂质或者粉砂质的浅湖相为主,湖泊水位较低.沉积物粒度分布频率曲线表现出与流域现代扬尘一致的双峰分布特征,同时XRF-Ti含量增加,两者共同指示了流域局地扬尘发生频率增加,且对湖泊物质输入起主导作用;2)该时期耐旱的荒漠植被比例显著增加,植被覆盖度降低,流域生物量也相应降低,代表了流域植被显著退化;3)结合中纬度欧亚内陆干旱区其他地质记录,发现这一区域H1时期整体以冷干气候为主,风沙活动加强,湖泊萎缩,植被退化.主要原因为西风携带水汽的减少,使得能够到达该内陆区域的降水减少,另一方面温度降低导致了冰雪融水补给的减少,两者共同导致了内陆干旱区植被和环境的退化.     

晚中新世以来亚洲季风阶段性演化的海陆记录

本文在综合对比晚新生代以来中国黄土高原黄土一红粘土沉积、西北太平洋粉尘沉积、南海有孔虫、阿拉伯海有孔虫记录的基础上,探讨了大约8Ma以来亚洲季风的阶段性演化历史。结果发现,黄土高原粉尘沉积在8Ma前后大规模出现,在3．5Ma前后大幅增加;印度季风在8Ma前后形成(或显著加强);南海ODP1146站位浮游有孔虫Neoglcboquadrina丰度也有两次明显增加,表明海水表面温度不断降低和海洋生产力的增加,指示东亚冬季风作用增强。北太平洋()DP885／886钻孔风成粉尘通量也有增加,指示亚洲内陆进一步的干旱化和冬季风作用的增强。印度洋沉积通量在11Ma前后开始增加。在9～8Ma时出现峰值,表明喜马拉雅山和青藏高原南部逐渐隆起。当隆起达到足够高度时,导致亚洲内陆干旱气候带扩大,同时提供大量粉尘并向东传输到中国北方和北太平洋地区。青藏高原北缘山前盆地的沉积记录显示,在3．6Ma时,高原北部的进一步快速隆升过程可能影响到整个高原,从而导致亚洲内陆更加干旱化,东亚季风增强,粉尘沉积加快,南海及印度洋陆源沉积作用加剧。     

甘肃西峰红粘土~4.5Ma孢粉记录的植被转变及其与青藏高原隆升的关系

甘肃西峰红粘土剖面蕴涵了大量古环境和古气候变化信息,是重建黄土高原生态环境和气候演化的重要地质记录。通过对红粘土地层孢粉学研究,发现孢粉组合特征在~4.5Ma发生了明显转变,乔木植物花粉明显减少,草本植物花粉大量增加,尤其是藜科花粉百分含量显著增加,麻黄出现频率明显增高;孢粉类型C/A(Chenopodiaceae/Artemisia)和B/A(Betula/Artemisia)的比值发生显著变化,反映研究区从~4.5Ma开始植被类型由稀疏森林草原逐步转变为典型草原,甚至荒漠草原,揭示了亚洲内陆生态环境的一次显著变干事件。这一信息与前人研究红粘土中其他替代性指标指示的气候变干过程具有很好的一致性。孢粉组合中藜科植物含量在此时迅速递增,反映黄土高原气候的季节性反差明显加强。青藏高原在~4.5Ma发生的隆升可能是导致这次亚洲内陆干旱化的主要驱动因素,高原对暖湿气流的屏障和加强季节性反差可能是导致干旱化的重要途径。     

柴达木盆地SG-1孔1.0Ma以来碳酸盐同位素记录的亚洲内陆干旱化及成因

亚洲内陆干旱区是连接赤道和中高纬地区的过渡地带,也是西风气候和季风气候的相互作用区,其形成演化与青藏高原的隆起和全球变化等因素密切相关.因此,揭示其干旱化过程和趋势具有重大的理论和现实意义.文章对来自柴达木盆地察汗斯拉图干盐湖的深钻SG-1孔沉积物进行了初步的碳酸盐碳氧同位素测试与分析,结果清晰地指示了柴达木盆地自1.0Ma以来的持续干旱化及约0.6Ma以来的加速干旱化过程,我们认为1.0Ma以来的持续干旱化可能是全球气候变化和构造活动共同作用的结果,而约0.6Ma以来的加速干旱化可能是昆黄运动所导致的高原北部强烈隆升和区域环流系统变化或强化所造成的.     

青藏高原兹格塘错沉积记录的全新世水位变化事件及其原因初步研究

兹格塘错是一个内陆封闭型湖泊,位于藏北高原腹地,处于西南季风作用边缘地带。由于流域内无冰川分布,湖泊补给主要靠大气降水,因此水体的扩张与收缩能够直接反映西南季风的变化。半干旱气候地区湖泊沉积物碳酸盐含量能够敏感地反映水体的扩张与收缩。兹格塘错沉积物碳酸盐含量高,与可溶盐(氯离子与硫酸根离子)含量变化结合能更好地揭示水体的演化阶段。分析结果表明,在9.3～8.9calkaBP、8.3～7.8calkaBP、5.0～4.7calkaBP、4.0～3.8calkaBP和3.1～2.7calkaBP碳酸盐含量出现大幅度下降,指示湖泊淡化、水位升高。但在3.8calkaBP左右碳酸盐含量和可溶盐(氯离子与硫酸根离子)含量同时出现峰值,指示出湖泊水体盐度升高、水位出现下降;近1calkaBP以来,碳酸盐与可溶盐含量都呈现逐渐下降趋势,表明湖泊水体逐渐淡化、水位缓慢上升的过程。但近100a来可溶盐含量上升,指示出湖泊水体的不断浓缩和水位下降过程,这和近百年的气候暖干化过程是一致的。兹格塘错沉积岩心碳酸盐含量全新世以来5次极低事件,有力地证明青藏高原西南季风在全新世期间的不稳定性。     

山西长治盆地中更新世气候转型期环境变化特征

中更新世气候转型(MPT)是第四纪环境变化的一个重要时期,该时期气候模式、气候周期等均发生了明显变化,然而不同区域对中更新世气候转型的响应特征存在明显差异.本研究选取了长治盆地XZK4钻孔中更新世转型前后(1.8～0.1 Ma)共207个样品,通过古地磁定年,运用粒度端元分析和孢粉分析,阐述了长治盆地中更新世转型期的环境变化与湖泊演化特征.结果显示,1.8 Ma以来,孢粉组合中乔木花粉含量多高于60％,但个别时段草本植物花粉占优,显示区域植被多数阶段为森林,但存在明显冷期,并且1.1 Ma和0.55 Ma是研究区环境转变的重要转折点.中更新世转型期前(～1.1 Ma):沉积物粒度总体较细,黏土含量多高于25％,EM1组分(湖相沉积)多高于60％,EM3(河流相组分)在个别时段出现,总体显示该阶段沉积物组成以湖相沉积为主,个别阶段受到河流影响大;中更新世转型时期(1.1～0.55 Ma):沉积物粒度较上一阶段更细,黏土含量(平均为30％)、EM1占比和孢粉浓度均达到研究段最高,沉积物颜色以棕灰色为主,EM3组分占比降至最低,其中1.1～0.95 Ma喜冷的云杉属花粉出现,显示该时期研究区气候总体偏冷湿,湖泊面积较1.1 Ma之前扩大;中更新世转型后(～0.55 Ma):沉积物粒度明显变粗,达到钻孔最高值,沉积物颜色变黄,EM2(风成组分)和EM3占主导,草本植物含量增加,尤其是喜干的蒿属花粉增加明显,表明气候较之前变干,沉积物类型以风力沉积为主,湖泊消亡.综合对比显示,构造运动是影响长治古湖消长的主要驱动力,气候变干加剧了湖泊消亡.     

临夏盆地新生代沉积物高分辨率岩石磁学记录与亚洲内陆干旱化过程及原因

亚洲内陆干旱化是全球新生代大陆环境变化中最引人瞩目的重大事件,与新生代全球变冷和青藏高原隆升密切相关.文章通过对甘肃临夏盆地几乎连续的新生代沉积物系统岩石磁学性质研究,获取了高分辨率磁化率和非磁滞剩磁记录,揭示在29.0～8.6 Ma的漫长的以湖相粉砂岩和泥岩为主的渐新世晚期和中新世早、中期没有明显的长期变化,从8.6Ma开始持续增加,尤其从6.4Ma和5.3Ma开始表现出两次快速持续增加.同时,以8.6Ma为界磁性矿物相对含量发生明显变化,此前以赤铁矿为主,磁铁矿和磁赤铁矿次之,此后以磁铁矿和磁赤铁矿为主,赤铁矿次之,磁性矿物类型和性质类似于风成红粘土和黄土.因此,我们将这种沉积物中磁性矿物组合、性质和含量的长期变化解释为流域外风成物质的加入,指示我国西北内陆现代干旱气候可能从8.6Ma开始,7.4～6.4 Ma后急剧加速变干,5.3Ma后再次加速变干,并最终形成今天的干旱区的过程.9～8 Ma开始的青藏高原阶段性快速隆升和随后的全球变冷可能是驱动亚洲内陆干旱化进程的动力.     

泥河湾盆地东谷坨遗址剖面易溶盐沉积及其环境意义

东谷坨遗址地处泥河湾盆地东部边缘,是该地区发掘次数和出土遗物最多的早更新世古人类活动遗址之一。对遗址湖滨相沉积物易溶盐类的测试和分析表明,此剖面代表的泥河湾古湖易溶盐为Na+-CO32--SO42--HCO3-型,属于淡水湖—半咸水湖,处于半干旱区湖泊演化早期的碳酸盐湖泊阶段。K+、Na+、Ca2+、Mg2+、HCO3-和Cl-等6类离子含量的变化曲线表现出较大的相似性,且它们与含盐量的变化大体一致。CaCO3含量及含盐量的变化与沉积物中细颗粒含量变化具有一致性,细颗粒含量较高时期对应CaCO3含量和含盐量相对较高时期。根据含盐量和各主要离子比值并结合CaCO3含量变化,将湖泊演化划分为4个阶段,古人类在该遗址活动时期对应于湖泊演化的前3个阶段。该项研究对探讨东谷坨遗址利用者的生存行为与环境的关系具有重要意义。     

末次冰消期以来赛里木湖沉积记录的气候突变

末次冰消期以来的气候突变事件的时空变化特征及其区域响应是古气候环境变化研究的重要内容,然而亚洲中部干旱区末次冰消期以来的气候突变记录较少,尤其缺少末次冰消期期间快速转暖过程的区域响应.本研究通过对位于亚洲中部干旱区的新疆西天山中部亚高山湖泊赛里木湖湖心采得的长300 cm的SLM2009钻孔沉积物的碳酸盐含量和粒度变化特征的分析,在 14 个 AMS 14C测年数据的基础上,探讨了末次冰消期约23. 4 cal. ka B. P.以来亚洲中部干旱区的气候突变事件记录及其区域响应过程.结果表明:赛里木湖湖心钻孔沉积物完整记录了 H1 ( 17. 5 ~ 15. 2 cal. ka B. P.)、 YD ( 12. 6 ~ 11. 7 cal. ka B. P.)冷事件以及 B-A ( 15. 2 ~12. 9 cal. ka B. P.)暖事件等末次冰消期气候突变事件以及全新世以来的10. 5 ka、 8. 2 ka、 5. 5 ka、 4. 2 ka、 2. 8 ka和小冰期冷事件,这与亚洲中部干旱区已有的气候突变事件记录相吻合,表明末次冰消期以来亚洲中部干旱区具有相似的气候突变演化模式.同时这些气候突变事件与高纬冰芯以及低纬石笋氧同位素记录的一致性则表明气候突变具有全球性影响,受相同的成因机制因素控制.     

阿尔金新近纪红黏土粒度特征及古气候记录

为反演阿尔金新近纪红黏土记录的古气候、古环境信息,在已有的磁性地层学约束基础之上对剖面的粒度指标进行了系统的分析,并利用粒度端元模型(EMM)进行分解。结果表明,可分为三个粒度端元:端元1(众数粒径5.2μm)众数粒径集中分布于2～6μm,与北太平洋西风带粒度分布和中国黄土细粒组分的粒度分布相似;端元2(众数粒径20μm)呈负偏态非对称分布,众数粒径在32～16μm之间,为低空西风所搬运短距离做跃移运动的粉尘物质;端元3为双主峰分布,众数粒径57μm和2.5μm,代表着尘暴事件中风动力近源变化强度,反映混合沉积特征。其中在10.8～10.3 Ma、8～6 Ma、5.2～4.3 Ma、3.6～2.8 Ma端元1粒度含量呈减小趋势,端元2粒度百分含量呈逐渐增加趋势,中值粒径增大。13～2.6 Ma阿尔金红黏土记录显示内陆干旱化加剧事件经历了10.8～10.3 Ma、8～6 Ma、5.2～4.3 Ma、3.6～2.8 Ma四个阶段,结合前人对该剖面及邻区其他地质环境记录研究表明,亚洲内陆干旱化可能的起始时间为11 Ma左右,西风环流在本区占主导地位。全球变冷是内陆干旱化加剧的主导要素,青藏高原的阶段性隆升起着推动作用。     

渤海湾西北岸QHJ01孔记录的晚新生代气候与沉积环境演化

渤海湾西北岸是华北平原构造最为活跃的地区,其第四纪地层的深入研究能为区域地震地质和水文地质研究提供基础资料。本文依据渤海湾西北QHJ01孔沉积物岩性、结构构造以及孢粉分析等结果,结合年代学结果,重建了区域5.20Ma以来的古气候及沉积环境演化过程。QHJ01孔5.20～3.33Ma早期植被类型为以落叶为主的针阔叶混交林,气候温湿,晚期植被类型为针阔叶混交林,气候向冷干的趋势发展,沉积环境以湖泊为主;3.33～2.12Ma植被类型以荒漠草原为主,个别地段为针阔叶混交林草原,气候温凉干旱,沉积环境为曲流河和泛滥平原;此阶段沉积环境受气候变化影响较为明显。2.12～0.13Ma为湖泊发育期,其中2.12～1.78Ma植被类型为针阔叶混交林,气候凉湿,1.78～0.90Ma气候干冷,0.90～0.13Ma气候波动幅度增大,此阶段沉积环境受气候波动影响较小,主要受区域构造沉降控制。0.13Ma以来气候波动变化较为明显,落叶阔叶分子含量逐渐增高,有逐渐变暖的趋势,早期沉积环境主要为湖泊、湖泊三角洲、泛滥平原交替发育,晚期发育海相三角洲;此阶段沉积环境受气候变化影响较为明显,同时亦受区域构造沉降控制。     

中国西部晚中新世以来气候演化初探──以甘肃临夏红色盆地中Cl-含量变化为例

Cl-是封闭湖盆中反映气候变化的敏感指标。临夏盆地晚新生代地层Cl-含量变化表明,气候的长期演化呈现明显的阶段性与周期性,在约6.3Ma气候突然产生显著的由湿变干,并于5.3～4.5Ma达到极端干旱,其干旱程度是第四纪早期的33倍,低频上,气候呈现出约400万年的干湿波动,在晚中新世与早上新世,与同周期的全球热冷（凉）波动相对,而在第四纪早期,则与冷暖相对,可能反映亚洲季风系统于晚上新世才开始逐步形成,并于第四纪初建立,3.4Ma开始强烈隆升的青藏高原可能与此密切相关。     

上新世以来伊豆-小笠原海脊黏土矿物的来源与古气候意义

对伊豆-小笠原海脊(ODP 782A孔)上新世以来沉积物中黏土矿物的组成、含量及矿物学特征进行了分析,结果表明:黏土矿物以伊利石(42%)和蒙皂石(42%)为主,绿泥石的平均含量为14%,高岭石的含量最低,平均仅为2%。伊利石的结晶度较好,平均为0.25°Δ2θ;化学指数较低,平均为0.31;表明伊利石主要形成于干冷的气候环境。通过将ODP 782A孔黏土矿物组合特征和含量与周边可能源区对比,并结合伊利石和蒙皂石的矿物学参数特征,我们认为蒙皂石主要来源于伊豆-小笠原海脊周边岛弧火山物质;伊利石、绿泥石和高岭石主要来自亚洲大陆风尘。上新世以来(伊利石+绿泥石)/蒙皂石比值总体上呈增加的趋势,并且在5.3~3.6、3.6~1.6、1.6~0 Ma的三个阶段表现出不同的变化特征,该比值与全球深海δ¹⁸O值所记录的全球变冷、北太平洋ODP 885/886孔风尘通量和灵台黄土沉积速率,以及日本海U1430站伊利石/蒙皂石比值所指示的亚洲内陆干旱变化的总体变化趋势和阶段性变化的时间点大致同步,表明该比值敏感地响应了全球变冷和亚洲内陆的干旱。上新世以来(伊利石+绿泥石)/高岭石比值表现为高/低交替变化,分别与中国灵台黄土磁化率高/低变化相对应,由于黄土磁化率记录了亚洲内陆干/湿变化,因此该黏土矿物比值敏感地响应了亚洲内陆的古气候变化,因而可以作为可靠的亚洲大陆干/湿变化示踪指标。     

柴达木盆地大红沟剖面新生代地层岩石磁学 特征与环境演变

通过对柴达木盆地大红沟剖面新生代沉积物岩石磁学的研究,探讨青藏高原东北部的构造活动与气候变化。典型样品的热退磁曲线表明,磁铁矿含量随地层年代的变新而增大。沉积物的磁化率由老至新划分为5个阶段,随时代变新而不断增大,与磁铁矿含量的增大相吻合。柴达木盆地沉积物磁化率值的变化与气候变化关系密切:①约43Ma,磁化率增大是全球气候变冷变干导致沉积物中磁铁矿含量增加所致;②约33Ma,磁化率增大是全球气候加速变冷的结果;③22Ma左右,青藏高原整体隆升,控制中国大陆环境的气候系统由行星风系转变为季风风系,亚洲内陆开始干旱化,致使更多的磁铁矿得以保存,磁化率值再度增大;④14Ma青藏高原东北缘发生区域构造抬升,西北干旱区进一步扩大,东亚季风明显加强,同时全球冰量扩张,导致柴达木盆地沉积物的磁化率整体增大,而且波动幅度和频率增大。     

宁夏固原寺口子剖面色度记录的29 Ma以来气候演化

宁夏自治区南部固原寺口子剖面位于青藏高原东北缘,记录了青藏高原隆升、扩展与区域气候变化之间的相互作用过程,重建该地区气候演化历史对于揭示高原隆升与全球气候变冷对亚洲大陆腹地干旱化的影响具有重要意义。通过对寺口子剖面晚渐新世—第四纪地层沉积物色度(a~*、b~*、L~*)的系统测量,建立了29～0.5 Ma颜色指标变化序列,结合研究区内已发表的磁化率、孢粉和总无机碳数据,揭示出该区域气候经历了四个阶段:29～24.8 Ma为最湿热阶段、23.8～18 Ma为较湿热阶段、18～5 Ma为逐渐变冷阶段、5～0.5 Ma为快速变冷阶段。剖面记录了25～24 Ma、18 Ma、5 Ma两次显著的气候变冷事件和3 Ma气候变暖事件。结合青藏高原东北缘新生代盆地气候代用指标,发现这些气候变冷事件和3 Ma气候变暖事件具有区域性。通过对比深海氧同位素记录、北太平洋粉尘通量记录、青藏高原构造隆升事件和研究区气候演化特征,我们认为青藏高原隆升和全球气候变化共同控制了区域气候演化,但在不同时期所起作用有所差异。     

山西榆社盆地新近系高庄组沉积环境演化

通过山西榆社盆地新近系高庄组剖面的野外地质调查以及沉积物粒度、碳酸盐、磁化率等环境指标的分析,结合前人的ESR测年资料,分析了上新世早期高庄组的沉积环境演化特征。认为榆社盆地上新世早期(5.25～3.16 Ma)以温暖湿润条件下的湖泊环境为主,存在多次强弱不等的干旱气候波动,且榆社古湖水体经历了3次稳定增加—波动性增加的周期性变化。5.25～4.50 Ma盆地演化进入初次裂陷活动期,水体经历稳定加深阶段—波动加深阶段,形成桃阳段地层;4.44～3.89 Ma盆地演化进入裂陷稳定期,对应南庄沟段的沉积,水体经历稳定阶段—波动加深阶段;3.81～3.16 Ma盆地演化进入二次裂陷活动期,对应醋柳沟段的沉积,水体经历稳定加深阶段—波动平衡阶段,其中3.50～3.33 Ma出现极端干旱的气候事件,而后向温暖湿润环境转化。     

青藏高原隆升气候效应的数值模拟研究进展概述

青藏高原隆升作为新生代的重大地质事件对亚洲乃至全球气候环境变化产生了深远的影响,因而高原隆升的气候环境效应一直是备受关注的重要科学问题。在过去近半个世纪中,国内外学者利用气候数值模式开展了大量高原地形气候效应的数值模拟研究,这些研究结果极大地提升了对地形抬升影响气候的物理机制以及高原隆升对古气候演化驱动作用的认识。本文简要回顾了过去有关青藏高原隆升气候效应数值模拟研究的进展,并按照高原隆升模拟研究发展的3个阶段总结了目前取得的主要研究成果。从数值模拟结果看,新生代以来青藏高原在隆升、生长和北移过程中其动力和热力作用对东亚季风的形成、南亚季风的演化、内陆干旱化的发展以及亚洲季风-干旱环境格局的变迁都具有深远的影响。青藏高原及其周边不同区域地形隆升的气候效应不同,青藏高原隆升的气候效应与大陆漂移背景下海陆分布和古地理格局的变化密切相关。南亚热带季风的建立是由大陆漂移的位置和热带辐合带季节性移动共同决定的,而东亚季风的建立则主要取决于青藏高原的隆升和北移。亚洲副热带干旱区的存在取决于大陆的位置和行星尺度副热带高压的控制,而亚洲内陆中纬度干旱区的形成则是青藏高原隆升的结果。本文最后简要梳理了高原隆升气候效应数值模拟研究目前存在的问题和未来可能的改进。     

晚上新世-早更新世北太平洋和黄土高原的风尘沉积记录的初步对比

保存在陆地、海洋和冰芯中的风尘沉积物与粉尘源区的干旱化历史、过去大气环流模式及其强度的演化密切相关,因而,直接的海陆风尘记录对比一直是古气候研究中的热点.为了获得对亚洲粉尘源区的干旱化波动和东亚季风演化的全面认识,较高分辨率地提取了北太平洋ODP 885站深海沉积物中的风尘组分,进而估算了晚上新世-早更新世时段北太平洋中部的风尘通量变化.结果表明,亚洲内陆粉尘源区的干燥度具有大时间尺度的变化特征,在2.7Ma左右急剧增加,随后在2.7～1.5Ma时段逐渐减小,自1.5Ma开始又逐渐增加.此外,在2.7～0.9Ma时段,粉尘源区经历了多次显著的轨道时间尺度上的干湿波动.通过对北太平洋和黄土高原的风尘记录的直接对比,发现在距今约2.7Ma,东亚地区的古环境发生了显著的变动,表现为亚洲内陆干旱化的加剧和大幅度冬、夏季风环流的盛行.然而,自2.7Ma开始,尤其是1.5Ma以后,由于北太平洋和黄土高原与亚洲粉尘源区的距离不同,两地的风尘通量所揭示的干旱化趋势和变化幅度存有明显差异.北太平洋远离亚洲内陆,其风尘通量变化基本不受粉尘源区范围变化的影响,因而更能反映源区干燥度的变化.相反,黄土高原由于距离粉尘源区较近,风尘通量的变化可能同时受到粉尘源区干燥度和范围的变化以及携带粉尘的风动力强度变化的影响.显然,海洋和陆地古气候记录的直接对比,可为深入认识过去气候变化提供新的思路.