南海深海沉积物花粉记录的快速气候波动事件

本文根据１７９４０柱状样花粉研究结果,分析了南海末次冰期以来千年尺度气候波动事件,并利用频谱分析方法得到南海深海沉积物花粉记录的气候变化的周期。本文研究认为,这种千年级准周期的气候波动可能与高纬度地区的亚米兰科维奇准周期性事件进行对比;它也可能反映了Ｅ１Ｎｉｎｏ－ＳｏｕｔｈｅｒｎＯｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ(ＥＮＳＯ)系统较长周期的变化,其形成和演化机制仍待进一步探讨。     

江汉盆地始新世中、晚期气候变化周期性的孢粉学证据

采用时间序列分析方法对江汉盆地明钾1孔的孢粉数据进行了处理，发现在中、晚始新世时期孢粉植物群的波动存在各种周期成分。长周期有1.2Ma、2.0Ma及5.0Ma，中周期有0.2Ma、0.4Ma、0.6Ma、0.8Ma，其中1.2Ma及0.2Ma、0.4Ma、0.6Ma的周期成分在第四纪孢粉植物群的演化中也存在，且与8.0Ma B.P.以来的构造气候旋回，亚旋回的准1.2Ma及0.4Ma周期相一致。这表明地球运动轨道变化对气候的制约作用由来已久。该孔孢粉时间序列的趋成分显示最少有4个水平，反映了孢粉植物群演化的4个阶段。曲线还揭示36Ma B.P.前后的波动周期及振幅都有明显的变异，可能预示了一次大的环境变革。这一变化在很大程度上与喜马拉雅一期运动和地球南半球一次大的海洋和气候变冷事件相吻合。     

青藏高原东北部风成沉积微量元素揭示的全新世千年尺度气候变化*

通过对青藏高原东北部共和盆地典型古土壤—风成砂剖面的释光（OSL）年代测定和沉积物中微量元素的分析,重建了区域全新世千年尺度的气候变化过程。研究表明,除Co、Rb、Sr和Ba以外的12种微量元素所反映的气候变化规律较显著,其含量变化曲线上的峰值段对应于古土壤层而谷值段对应于风成砂层,这一现象可作为气候暖湿、冷干波动的标志;区域全新世气候变化可分为以下阶段：11.8～10.0 ka气候寒冷干燥,10.0～9.2 ka气候逐渐趋于暖湿,9.2～4.6 ka气候相对冷干,4.6～0.7 ka气候相对暖湿,0.7 ka以来气候明显寒冷干燥;区域全新世气候变化中存在8次寒冷事件,与青藏高原和北大西洋揭示的寒冷期具有明显的对应关系,表明共和盆地千年尺度的气候变化与全球气候变化具有一致性。     

南海北部ODP 1144站中更新世气候转型期有孔虫稳定同位素古气候意义

中更新世气候转型期是第四纪古气候研究的一个特殊时期。利用大洋钻探ODP 184航次在南海北部钻取的1144站时间分辨率高达约290年的沉积物样品，开展中更新世气候转型期古气候变化的研究。在中更新世距今80~100万年前，浮游和底栖有孔虫壳体的稳定氧碳同位素变化揭示出，中更新世气候转型中心，即中更新世革命0.9 Ma左右，南海北部表层海水温度的降低和降水量的增加指示东亚冬、夏季风增强。以中更新世革命为界，水体垂向结构上温跃层和营养跃层的深度从之前的间冰期较浅转变为之后的间冰期较深，底层水与表层水的垂直温度梯度从冰期时较大转变为冰期时较小。轨道尺度上，冰消期时南海北部的表层水、次表层水和底层水的变化几乎是同时发生的，不存在超前或滞后的相位差。千年尺度上，有孔虫的氧碳同位素变化都呈现出非常明显的约0.8 ka和约1.4 ka的气候波动周期。氧同位素0.8 ka滤波显示出：在中更新世气候转型期，较强的信号主要出现在间冰期，有时也出现在冰期，与晚第四纪千年尺度气候波动主要出现在冰期不同，说明中更新世的气候转型不仅表现在轨道尺度的气候周期变化上，同时也体现在千年尺度气候波动的特征变化中。      

中国热带MIS 3气候特征探讨

本文根据30多个古气候分析实例,探讨中国热带MIS3气候波动的相位特征、变幅特征和周期特征.MIS3为回暖期,曾出现早、晚2个暖期,晚期比早期更暖.MIS3的气候与现今的气候相比较,东部热带以热湿为主,年均温比今高1°～2℃或2°～2.5℃,年降水量比今多700mm或400～500mm;西部热带以凉湿为主,年均温与今相似或约低1.5℃,年降水量比今多700mm左右.MIS3期间出现2个冷-暖-冷的旋回,平均周期为17.5ka,这与岁差周期大体相符.中国热带MIS3的气候波动不仅有万年尺度的地球轨道周期,也有千年尺度的周期,后者与太阳辐射总量本身的变化有关.     

东亚地区MIS 5时期孢粉记录的植被与气候研究进展

末次间冰期(深海氧同位素5阶段,MIS 5,71~128 ka BP)离现代间冰期最近,对其认识有助于预测未来环境,而化石孢粉是恢复古植被与古气候的重要指标。通过对选择出的东亚地区孢粉记录的具有年代数据和孢粉图谱的古植被和气候研究的综合分析,初步认为:①MIS 5的植被格局可与现代间冰期即全新世的植被格局对比。②各区孢粉记录了MIS 5气候波动,部分地区可划分出5a,5b,5c,5d和5e,存在轨道尺度变化,千年尺度事件较少发现。③东亚季风是影响现代东亚季风区环境的主要因素,但日本可能还受到西风环流和洋流的影响;西风、印度季风和地形是影响青藏高原环境的主要因素。④东亚地区,特别是干旱半干旱区,分辨率较高的孢粉记录的环境变化仍需更深入的研究。     

萨拉乌苏河流域末次间冰阶气候——以米浪沟湾剖面为例

米浪沟湾剖面末次间冰阶层序粒度和化学元素波动韵律与由古流动砂丘砂和上覆河湖相或古土壤构成的沉积旋回颇为一致。古流动砂丘砂犹如现代流动砂丘砂,是东亚冬季风主导下干冷气候的产物;河湖相和古土壤颗粒细化,化学、生物等地球风化程度增强,含较多喜暖的软体动物化石,指示其偏南夏季风主导下的温暖湿润气候。据此,末次间冰阶萨拉乌苏河流域至少经历了10次温湿(W事件)和9次冷干(C事件)气候波动,且可划分为MIS3e(58.85~48.98kaBP)、MIS3d(48.98~39.55kaBP)、MIS3c(39.55~34.59kaBP)、MIS3b(34.59~26.47kaBP)和MIS3a(26.47~23.07kaBP)等5个亚段。其中,19次冷/暖波动可与格陵兰GRIP冰心δ18O冰段/间冰段相对应,5个亚段与我国古里雅冰心在波动性质和相位上都极为一致,与V23-81冷性浮游有孔虫数代表的北大西洋地区气候也具有较好的可比性。谱分析显示出21.70ka、1.05ka、0.64ka、0.50ka等显著周期,即该地千百年尺度气候主要受与北大西洋热盐环流波动引起的东亚冬、夏季风强弱有关,而万年尺度上则受控于岁差周期所导致的太阳辐射变化。     

古近纪气候变化在东海盆地内的化石记录

古近纪气候演化经历了由"温室气候"向"温凉气候"转变的过程,在此期间发生了三次显著的气候事件,分别为PETM极热事件、Oi-L骤冷事件和Mi-L降温事件。利用东海陆架盆地内孢粉、有孔虫等古生物资料探讨了全球古气候变化背景下东海陆架盆地内古生物差异性变化,并根据特征孢粉组合恢复东海陆架盆地内不同时期古植被以及古气候,在此基础上将东海陆架盆地温度、湿度变化曲线与全球温度变化曲线、海平面变化作对比分析,结果显示东海陆架盆地气候演变与全球气候变化具有一定的耦合关系,并且对渐新世时期东海陆架盆地气候变化的原因进行了初步探讨,认为渐新世时期季风气候的形成导致了东海陆架盆地花港组整体呈现湿润的气候特征。     

中更新世以来不同时间尺度亚洲中纬度气候演化的区域差异

亚洲中纬度气候主要受两大环流控制,继而划分出受亚洲季风控制季风区和受西风环流控制的西风区。已有研究发现在年代际至千年尺度上,两气候区的湿度演化存在错相位、甚至反相位的现象。文章综述了中更新世以来,多千年至轨道尺度上,两气候区的湿度演化模态的异同,以此深入了解亚洲气候演化的系统性。结果表明:二者的间冰期气候演化的整体趋势存在明显差别,尤其MIS 13以来,二者的演化趋势基本相反。在间冰期的多千年至万年尺度上,二者的气候演化模态呈现非同相位:高精度的释光测年结果显示天山地区的湿度变化滞后于黄土高原地区大概3~5 ka,且该现象在更早的间冰期可重复。在冰期的千年尺度上,两地的湿度演化基本一致,但西风区湿度的波动幅度更大。     

银川盆地中更新世以来的孢粉植物群古气候旋回探讨

利用银川地区孢粉时间序列的随机数字滤波分析的研究成果 ,应用频谱分析方法探讨银川盆地孢粉植物群气候波动特征 ,确定 0 .80MaB .P .以来存在 6 0× 10 4 a、30× 10 4 a、10 (或 6 )× 10 4 a的准周期 ,依据孢粉植物群的时空分布建立了该区多重气候旋回模型。该模型将该区 0 .80MaB .P .以来的气候划分为 1个 0 .6 0Ma的气候幕 ,3个 0 .30Ma的气候期 ,10个 0 .10 (0 .0 6 )Ma的气候段。并且讨论了模型与自然环境演变的关系 ,指出 0 .80～ 0 .5 5MaB .P .期间为冷凉旋回 ,0 .5 5～ 0 .2 0MaB .P .期间为暖温旋回 ,0 .2 0MaB .P .～今为冷凉旋回     

青藏高原东北部泥炭沉积粒度与元素记录的全新世千年尺度的气候变化

通过对青藏高原东北部共和盆地泥炭沉积的粒度与地球化学元素分析, 重建了区域全新世千年尺度的气候变化过程. 结果显示: 10.0~8.6 cal ka BP区域暖湿程度逐渐增加, 但在8.6~7.1 cal ka BP气候相对寒冷干燥, 7.1~3.8 cal ka BP 暖湿程度总体上为全新世最佳, 但也出现明显的气候波动, 3.8~0.5 cal ka BP气候向冷干方向发展, 0.5 cal ka BP以来气候又逐渐转向暖湿. 这一特征与中国东部季风区的气候变化有很好的一致性. 此外, 区域全新世气候变化过程中存在10次千年尺度的寒冷事件, 并与高原冰芯、 湖泊、 泥炭和风成沉积记录的古气候变化, 甚至与北半球高低纬度的气候变化都具有良好的可比性. 因此, 认为区域全新世气候变化具有"季风模式"与"千年尺度震荡"的双重特点.     

基于端元法的银川盆地MIS6—MIS5气候变化探究

银川盆地位于东亚季风与西风带的交界带,地层沉积物记录着气候环境的演变信息。通过对银川盆地LS01钻孔沉积物进行光释光定年、粒度分析以及端元分析重建了该地区MIS6—MIS5时期的气候演变序列。结果表明,端元分析得到4个有具体环境指示意义的端元Em1—Em4:Em1代表了水动力较弱的弱流水或湖沼相沉积;Em2代表了水动力较强的河流沉积;Em3和Em4可指代区域构造抬升事件。气候演变分为6个阶段:150~137 ka(MIS6),银川盆地气候冷干,出现两次构造抬升事件;137~110 ka(MIS5),气候整体较为暖湿,期间有3次暖事件a1(137~129 ka)、a2(124~120 ka)和a3(118~111 ka);110~107 ka(MIS5),气候转向冷干;107~102 ka(MIS5),气候由冷转暖,出现冷事件b1(106~104 ka),整体偏暖湿;102~87 ka(MIS5),气候较冷干;87~75 ka(MIS5),出现冷事件b2(87~84 ka),但整体偏暖湿。该区域MIS6—MIS5阶段气候变化主要受夏季太阳辐射和岁差驱动。     

黄河上游末次冰盛期古洪水事件的初步研究

洪水的发生规律是洪灾预报的前提，已有的人类洪水记录时间尺度，不足以认识和把握洪水的出现规律。因此，利用地质记录延长洪水序列，探讨地球特征气候期的洪水特点，就显得非常重要的必要。黄河上游兰州－银川段的洪水地质记录表明，在末次冰盛期的20－18ka，该区共发生了106次大洪水漫滩事件，其中有18次为多次洪峰叠加的复合型大洪水，洪水的发生频率达53次/ka。发生于末次冰盛期的大洪水可能属冰凌洪水，与末次冰盛期强烈的气候波动和不稳定有关。这些大洪水的频发与中国西部的末次冰盛期出现的高湖面相对应，既不符合一般的季风气候理论，也不同于我国东部广大地区末次冰盛期以冷干为主的气候特点，表明中国西部气候的独特性和复杂性。     

Paleoenvironmental changes in the northern shelf of the Sea of Okhotsk during the Holocene

The combined micropaleontological (spores and pollen, diatoms, benthic foraminifers), lithologic, and isotopic-geochemical analysis of sediments from the northern shelf of the Sea of Okhotsk recovered by hydrostatic corer from the depth of 140 mbsl elucidated environmental changes in this part of the basin and adjacent land areas during the last 12.7 thousands cal. years. Geochronological scale of the core is established using the acceleration mass-spectrometry method for radiocarbon dating of benthic Foraminifera tests. The first insignificant warming in the northern part of the sea after glaciation occurred in the mid-Boreal time (9.6 ka ago) but not at the onset of the Holocene. The strongest warming in the region took place in the mid-Atlantic epoch to reach climatic optimum in the second half of the Subboreal (6 to 2.5 ka ago). A cooling in the northern shelf and adjacent land areas is established at the beginning of the Subatlantic (2.5 ka). A comparison of results obtained for Core 89211 with dated hydrological and climatic changes in central and southern parts of the Sea of Okhotsk (Gorbarenko et al., 2003, 2004) is used for a high-resolution analysis of climatic fluctuations in the study region and other areas of the basin during deglaciation and the Holocene.     

Time scale and conditions of weathering under tropical climate: Study of the Amazon basin with U-series

The Rio Solimões/Amazonas (Amazon River) and its major tributaries have been analyzed for U-series nuclides. ²³⁸U-²³⁴U-²³⁰Th-²²⁶Ra disequilibria have been measured in the dissolved (<0.2 μm) and suspended loads (>0.2 μm) as well as bed sands. U-series disequilibria are closely related to major and trace element compositions and therefore reflect elemental fractionation during chemical weathering. Moreover, while the dissolved load records present-day weathering, suspended particles integrate the erosion history over much longer time scales (>100 ka). Lowland rivers are characterized by long time scales of chemical erosion (?100 ka) resulting in a high weathering intensity. Moreover, exchange between suspended particles and the dissolved load may explain the U-series signature for these rivers. By combining U-series and Pb isotopes in suspended particles, we show that erosion in the Rio Madeira basin occurred as a multi-step process, whereby the pristine continental crust was eroded several hundreds of Ma ago to produce sediments that have then been integrated in the Cordillera by crustal shortening and are currently eroded. In contrast, recent erosion of a pristine crust is more likely for the Rio Solimões/Amazonas (<10 ka). The suspended particles of the rivers draining the Andes (Solimões/Amazonas, Madeira) suggest time scales of weathering ranging between 4 and 20 ka. This indicates that suspended particles transported by those rivers are not stored for long periods in the Andean foreland basin and the tropical plain. The sediments delivered to the ocean have resided only a few ka in the Amazon basin (6.3 ± 1 ka for the Rio Amazonas at Óbidos). Nevertheless, a large fraction of the sediments coming out from the Andes are trapped in the foreland basin and may never reach the ocean. Erosion in the Andes is not operating in steady state. U-series systematics shows unambiguously that rivers are exporting a lot more sediments than predicted by steady-state erosion and that is a consequence of soil destruction greater than production. By relating this observation to the short time scales of weathering inferred for the Andes (a few ka), it appears that the erosion regime has been recently perturbed, resulting in high denudation rates. A possible explanation would be the increase in precipitation less than 5 ka proposed by recent paleoclimatic studies. Our results indicate that erosion responds rapidly to high-frequency climatic fluctuations.     

Coupling within Fluvial Geomorphic Systems:Spatial and Temporal Implications

INTRODUCTIONHow fluvial systems respond to environmental changedepends on how rapidly the effects of changes in sediment loadsupplied from upstream or changes in base level affectingdownstream zones are propagated through the system.Thisproperty has been defined as the coupling of the system(Harvey,2 0 0 0 a,1997a;Brunsden,1993;Brunsden andThornes,1979) .Coupling therefore relates to connectivity between thedifferent zones of the fluvial system,defined by Schumm(1977) as source areas,tra…     

Reconstruction of Last Glacial to early Holocene monsoon variability from relict lake sediments of the Higher Central Himalaya,Uttrakhand, India

Proglacial lake sediments at Goting in the Higher Central Himalaya were analyzed to reconstruct the summer monsoon variability during the Last Glacial to early Holocene. Sedimentary structures, high resolution mineral magnetic and geochemical data suggest that the lacustrine environment experienced fluctuating monsoonal conditions. Optically stimulated luminescence (OSL) dating indicates that the lake sedimentation occurred before 25 ka and continued after 13 ka. During this period, Goting basin witnessed moderate to strengthened monsoon conditions around 25 ka, 23.5 ka–22.5 ka, 22 ka–18 ka, 17 ka–16.5 ka and after14.5–13 ka. The Last Glacial phase ended with the deposition of outwash gravel dated at ～11 ka indicating glacial retreat and the onset of Holocene condition. Additionally, centennial scale fluctuations between 16.5 ka and 12.7 ka in the magnetic and geochemical data are seen.A close correspondence at the millennial scale between our data and that of continental and marine records from the Indian sub-continent suggests that Goting basin responded to periods of strengthened monsoon during the Last Glacial to early Holocene. We attribute the millennial scale monsoon variability to climatic instability in higher northern latitudes. However, centennial scale abrupt changes are attributed to the result of albedo changes on the Himalaya and Tibetan plateau.     

末次冰消期滇西地区气候突变事件:湖泊孢粉记录

在末次冰消期总体持续增温的过程中,全球气候经历了一系列以"快速增温/降温"为主要特征的千-数十年尺度的突变事件.由于这些气候突变事件具有明显的高频特性,需要在全球范围不同地区开展更多高分辨率的古气候研究,用于进行突变事件的对比和机制的探讨.本研究对比滇西南腾冲青海湖、滇西北泸沽湖和高山湖泊天才湖约2万以来的孢粉、炭屑记录,揭示了中国滇西地区末次冰消期的植被演替与气候变化历史,探讨了末次冰消期存在的气候突变事件.结果表明,滇西地区末次冰消期开始转暖发生在约19 ka(1 ka=1000 cal. a B. P.);冰消期开始以后,滇西地区气候普遍依次在 17. 5±0. 5~15. 2±0. 1 ka期间、 15. 2±0. 1~14. 3±0. 1 ka期间、 14. 3± 0. 1~12. 9±0. 1 ka期间和12. 9±0. 1~11. 7±0. 2 ka期间存在冷干-逐渐变暖变湿-明显更暖湿-温度湿度略有下降等这几个突变事件,它们在时间上分别对应于H1冷事件、波令前增暖期、 B/A暖期和YD冷事件;滇西地区比较一致地在 11. 7±0. 2 ka进入全新世.除此之外,滇西北地区在约17. 7~17. 0 ka期间可能还存在一次短暂的较明显的暖湿期.对末次冰消期气候变化机制的探讨认为,末次冰消期开始转暖及以后逐渐增温的趋势主要受夏季太阳辐射量从约20 ka逐渐增加,到11 ka左右达到峰值的控制;而末次冰消期发生的气候突变事件如H1冷事件、波令前增暖期、 B/A暖期和YD冷事件主要是受大西洋温盐环流的影响,同时温室气体浓度的变化也起了重要的调制作用.     

暴露时间对利用原地生宇生核素估算至大侵蚀速率的影响

为了探讨不同暴露时间对利用原地生宇生核素估算地表基岩至大侵蚀速率(maximum erosion rates,指假设样品达到侵蚀平衡状态下的侵蚀速率)的差异,本文选择青藏高原东南部稻城古冰帽区至少暴露年代(minimum exposure ages,指利用宇生核素暴露测年法所估算的在不考虑侵蚀速率影响时的暴露年代)为500 ka、100ka、10 ka的样品进行估算,并对前人的研究结果进行统计.研究表明:①研究区地表基岩在500 ka尺度、100 ka尺度和10 ka尺度的至大侵蚀速率分别约为1 mm/ka、5mm/ka和40 mm/ka,该结果与前人研究结果相一致.②文献统计显示百万年尺度和万年尺度地表岩石侵蚀速率可相差100倍.因此,基于原地生字生核素所估算的侵蚀速率是在某个暴露时间(假设该暴露时间已达到侵蚀平衡状态)内的至大侵蚀速率,而不同的暴露时间尺度所估算的结果相差较大,因此在进行区域至大侵蚀速率对比时一定要注意样品的至少暴露年代尺度是否一致.本研究可为青藏高原地区地表侵蚀速率的研究提供参考.     

泥河湾湖相沉积层记录的古气候周期性

对泥河湾盆地西部井儿洼钻孔上部 12 2 4m的湖相沉积物以约 0 2m的间距系统取样 ,测量其CO2 含量。以建立的时间标尺为基础 ,分析了最近 12 0 0ka以来古气候变化的周期特征。结果表明地球轨道要素偏心率、地轴倾斜变化周期的 40 0ka、10 0ka、40ka的准周期成分在湖相沉积中有明显反映 ,而岁差 2 0ka周期成分不明显 ,同时包含有 70ka、5 5ka的周期。这些结果说明第四纪古气候变化既与地球轨道要素变化有关 ,也与地球系统内部其它因素变化有关。古气候特征性周期在780ka左右出现转折 ,在此之前地球轨道周期不明显 ,在此之后出现较显著的地轴倾斜周期 46ka及31ka。