关于全球变化研究的几个问题

第四纪地质工作者面临全球变化研究的形势,应主动调整自身的研究战略,注重最近0.15Ma环境信息的提取,加强地质过程的研究,重视人类活动对环境的影响,强调模型的模拟和检验。     

岱海与太湖沉积物焦碳和烟炱最近200年历史对比研究

黑碳是不完全燃烧产生的一种难熔的含碳物质的连续统一体,由焦碳（char）和烟炱（soot）组成。岱海与太湖沉积物焦碳和烟炱浓度对比显示,两个湖泊焦碳浓度和通量变化受局地火事件影响,无明显的规律;  而烟炱具有相似的变化历史,主要反映在1970年代后期急剧升高,与中国工业化历史一致。烟炱粒径细小,具区域传输特点,可以通过沉积物指示大气烟炱。结合当前大气气溶胶烟炱浓度,恢复了岱海与太湖地区最近200年来的大气烟炱浓度。其变化趋势与200年来北半球温度对比显示,大气烟炱中的高浓度对应于高温,低浓度对应低温。这种历史关系进一步证实大气烟炱在全球增温中具有极其重要的作用。     

大布苏湖沉积剖面碳酸盐含量氧同位素特征的古气候意义

对大布苏湖沉积剖面碳酸盐含量和氧同位素特征研究表明，湖区15000年以来经历了多期冷湿与暖干气候旋回，大约距今6700年左右，气候变干并进入稳定的温暖时期，湖水逐渐高度浓缩，形成了现今的盐碱湖。     

最近2.6 Ma中国北方季风环流与西风环流演变的风尘沉积记录

系统的粒度测量和沉积动力学研究发现, 中国黄土由粗粒与细粒组分叠加组成, 粗粒组分主要是低空季风环流产生的粉尘沉积; 细粒组分代表主要由高空西风环流控制的背景粉尘. 不同剖面粗粒组分的变化一致表明, 低空季风环流在冰期加强, 在间冰期减弱; 细粒组分变化序列在纬向的分异特征显示, 冰期时西风环流加强、同时西风急流南移至约35°N, 间冰期西风环流减弱且急流北移至约37°N. 最近2.6 Ma洛川剖面粒度组分变化趋势表明, 西风环流对风尘沉积的贡献减小、强度减弱, 与此同步, 季风环流对风尘沉积的贡献增加、强度增大, 其中最显著的变化发生在1.2~0.9 Ma前, 可能指示了青藏高原隆升对中更新世中国北方大气环流转型的决定性作用.     

渭南黄土沉积中十五万年来的古土壤及其形成时的古环境

关中盆地渭南地区十五万年来的黄土剖面记载了６个大的成壤期。本文对古土壤形成时的古环境进行了解译,并对它们在不同分类系统中的位置进行评价。全新世土壤Ｓ０是联合国土壤分类中的淋溶湿草原土。马兰黄土中包含两层古土壤,属典型黑钙土。Ｓ１古土壤由三层土壤复合组成,从上到下依次为典型黑钙土、淋溶湿草原土和深色淋溶土。成壤期与全球冰量较小的时期相对应,但古土壤的类型及发育程度与深海氧同位素所推测的全球冰量的变化有很大的不一致性,相反许多方面与北半球夏季太阳辐射的变化有较大的可比性。     

关于晚新生代准1.2Ma周期构造气候旋回

构造气候旋回的理论要点是构造作用驱动气候变化,因而不同于Milankovitch冰期气候旋回,但两者又都是受地球轨道要素控制的。本文主要根据青藏高原和黄土高原的晚新生代地质记录,以磁性地层为时间标尺,以黄道倾斜(ε)最大变幅位置为模式年龄,划分最近8Ma的准1.2Ma周期构造气候旋回的主旋回层,即MTC₇、MTC₆、MTC₅、MTC₄、MTC₃、MTC₂、MTC₁、MTC₀,它们的界线年龄分别为7.3、6.1、4.9、3.7、2.5、1.3和0.2MaBP。在此基础上,分析了青藏高原构造隆升和黄土高原风尘沉积各自显示的准1.2Ma周期的演变特征,表明它们之间具有构造驱动气候的因果关系。文中还探讨了最近7.3MaBP的古环境变迁,获得了有关晚新生代东亚季风形成演变和环境分异是在轨道气候旋回背景下受构造气候旋回控制的新认识。      

中国源区粉尘的元素示踪

中国北方沙漠12个地点大气气溶胶粒子中10种粉尘元素的浓度-粒度分布显示,沙漠粉尘是黄土高原风成黄土的源物质,粉尘在间冰期气候条件下的传输受控于正常的大气搬运过程,冰期黄土的堆积过程中尘暴的影响明显增强。基于4种粉尘元素(Al,Fe,Mg,Sc)的组配特征,发现中国粉尘的主要源区-中国北方沙漠存在3个可统计分辨的区域,即西北部沙漠、北部沙漠高粉尘区和北部沙漠低粉尘区。应用化学平衡模式,建立了中国源区粉尘的元素示踪系统。     

关于IGBP计划中“地质过程”的研究

介绍了全球变化研究中地质过程研究的背景及其特点,详细论述了国内外地质过程研究的10个方面情况,提出了我国应该优先开展的相关研究课题与选题原则、课题目的、要求等。     

中国的黄土与风尘堆积

中国的黄土,连同沙漠、戈壁大致位于北纬35-45°范围之内,在华北从西到东形成一个连续的带,这个带基本上分布于中亚的干早半干旱区的南部。中国北部,干旱型的粉砂质黄土主要分布在祁连山、秦岭、泰山和鲁山等山的北翼,形成大规模的黄土高原。     

最近7 Ma黄土高原风尘通量记录的亚洲内陆干旱化的历史和变率

通过对黄土高原灵台剖面风尘序列的容重和碳酸盐含量测定, 建立了以灵台剖面为代表的最近7 Ma黄土高原风尘沉积通量变化时间序列. 结果与北太平洋ODP885/886孔风尘通量记录对比表明, 最近7 Ma以来亚洲内陆粉尘源区存有阶段性增强的干旱化趋势和有意义的干湿气候波动. 尤其是3.6～2.6 MaBP时段海陆风尘通量显著增大, 反映了亚洲内陆干燥度的急剧增加, 可能与青藏高原在这一时段的加速隆升阻隔了水汽向亚洲内陆的输送相关. 2.6 MaBP后黄土高原风尘通量的平均值及其变率较其前晚第三纪的平均值和变率显著增加, 与北半球大冰期来临后的全球冰量变化关系密切. 最近0.6 Ma灵台和西北太平洋V21-146孔的风尘记录对比表明, 海陆风尘通量变化在104～105 a时间尺度上基本同步, 与全球冰量变化所诱导的冰期-间冰期气候的大幅度波动相一致.