Very high-frequency and seasonal cave atmosphere PCO2 variability: Implications for stalagmite growth and oxygen isotope-based paleoclimate records

Cave air P_CO2 at two Irish sites varied dramatically on daily to seasonal timescales, potentially affecting the timing of calcite deposition and consequently climate proxy records derived from stalagmites collected at the same sites. Temperature-dependent biochemical processes in the soil control CO₂ production, resulting in high summer P_CO2 values and low winter values at both sites. Large Large-amplitude, high-frequency variations superimposed on this seasonal cycle reflect cave air circulation. Here we model stalagmite growth rates, which are controlled partly by CO₂ degassing rates from drip water, by considering both the seasonal and high-frequency cave air P_CO2 variations. Modeled hourly growth rates for stalagmite CC-Bil from Crag Cave in SW Ireland reach maxima in late December (0.063 μm h^− 1) and minima in late June/early July (0.033 μm h^− 1). For well-mixed ‘diffuse flow’ cave drips such as those that feed CC-Bil, high summer cave air P_CO2 depresses summer calcite deposition, while low winter P_CO2 promotes degassing and enhances deposition rates. In stalagmites fed by well-mixed drips lacking seasonal variations in δ¹⁸O, integrated annual stalagmite calcite δ¹⁸O is unaffected; however, seasonality in cave air P_CO2 may influence non-conservative geochemical climate proxies (e.g., δ¹³C, Sr/Ca). Stalagmites fed by ‘seasonal’ drips whose hydrochemical properties vary in response to seasonality may have higher growth rates in summer because soil air P_CO2 may increase relative to cave air P_CO2 due to higher soil temperatures. This in turn may bias stalagmite calcite δ¹⁸O records towards isotopically heavier summer drip water δ¹⁸O values, resulting in elevated calcite δ¹⁸O values compared to the ‘equilibrium’ values predicted by calcite–water isotope fractionation equations. Interpretations of stalagmite-based paleoclimate proxies should therefore consider the consequences of cave air P_CO2 variability and the resulting intra-annual variability in calcite deposition rates.     

湖北清江和尚洞洞穴温度对气候变化的响应

对湖北清江流域和尚洞内、洞外气温进行同步高频监测,发现洞穴温度响应洞外气温的变化,但由于受到洞穴的“缓冲作用” ,由外及里的温度变化幅度变小,时间滞后,且响应的快慢具有明显的季节性。2003- 2008年度监测的数据统计表明,在150m 洞深处,洞内日温度的变化幅度仅0. 2℃ ,明显低于洞外气温变化幅度( 6. 9℃ ) ;同样,洞内夏、冬季节温差变化( 6. 9℃ )也小于洞外( 31. 8℃ )。比较洞内外温度的时间序列,发现日尺度上,洞内气温滞后洞外0～ 2小时,而在季节尺度上则滞后10～ 40天,其中降温阶段滞后小,升温阶段滞后大。此外,一年四季中,洞内温度对外界气温变化的响应呈现慢( 2- 4月)→快( 5- 7月)→较快( 8- 10月)→较慢( 11- 1月)的特点,可能与不同季节下洞穴“缓冲作用”的强弱变化有关。      

丹东形变观测洞室改造

“十五”期间,为了新增水管仪、伸缩仪,丹东地震台对形变观测洞室进行了环境改造,新建了仪器基墩,解决了建造仪器基墩过程中遇到的施工难题,为水管仪和伸缩仪运行提供了良好的观测条件。文中介绍的方法对其他台站建造仪器基墩有一定借鉴意义。     

溶洞对路基稳定性影响分析——以常张高速公路K122+200路基为例

利用弹塑性理论和有限差分方法,对常张高速公路下伏溶洞处理前后对路基变形和稳定性影响进行了计算分析和评价。计算结果表明,在汽车动载作用下,常张高速公路K122+ 200路基和溶洞上部土层产生较大的塑性变形, 整个路基处于不稳定状态。进一步分析表明,溶洞的顶板厚度是影响路基稳定性的主导因素,随着顶板厚度的增加,路基地面变形迅速减小。K122+ 200路基下伏溶洞采用回注水泥粘土浆液加固处理后,路基变形和溶洞上部土体的塑性变形明显减小,可见回注水泥粘土浆液加固溶洞效果明显,能满足工程建设的要求。      

湖北清江和尚洞石笋的高分辨率碳氧同位素及古气候研究

通过对湖北清江和尚洞HS - 2号石笋的沉积特征及碳、氧同位素特征分析, 利用U系法定年, 获取了湖北地区19.0~6.9ka的古气候、古环境信息(平均分辨率为17a, 局部分辨率达到7a).得出如下结论: (1) 19.0~16.6ka, C, O同位素偏轻, 气候冷湿; (2) 16.6~11.1ka, C, O同位素偏重, 气候干热; (3) 11.1~10.3ka干热时期中的突然回冷事件对应于新仙女木事件; (4) 10.3~6.9ka气候温和, 雨量较丰, 后期逐渐变冷.反映了历史时期湿冷、干热、温暖交替变化的气候趋势, 得出了千年级和百年级的一些气候变化趋势      

重庆丰都雪玉洞群的洞穴特征和洞穴沉积物

重庆市丰都县的雪玉洞群,由水洞子(雪玉洞群主洞)、水鸣洞和羊子洞组成,发育于三叠系下统的嘉陵江灰岩中,均为沿单斜构造地层走向发育的纵向洞穴系统,集中分布在龙河峡谷左岸2km 内高、中、低不同的相对高度,但洞穴发育特征差异甚大。在该洞穴群的次生物理— 化学沉积物( speleo thems )中碳酸盐类(方解石、文石)和硫酸盐类(石膏)并存,而且其形态的多样与完美,类型的稀有而珍贵,质地的纯粹而白净,在国内已发现的洞穴中是不多见的,其中尤以地石盾、塔珊瑚、钙膜晶锥、卷曲石等生成物为代表。      

南京直立人的发现及其研究意义

南京直立人的发现与研究的主要意义在于深入探讨了南京汤山葫芦洞古人类头骨的性质、性别、年龄、病理、环境、遗传基因和时代等一系列学术问题。对古人类在南京地区的发现、发展演化及其与国内外已知直立人的关系等方面的研究提供了重要证据。     

安徽洞穴资源及其开发利用

:通过对安徽143处洞穴及洞群的调查 ,阐明安徽洞穴资源分布特征 ,洞穴开发产生的经济效益和社会效益 ,开发潜力及远景。提出加强洞穴资源保护及合理开发利用的建议     

大连地区更新世的哺乳动物

大连地区碳酸盐岩分布广泛 ,裂隙溶洞发育 ,洞穴堆积物中蕴含了丰富的更新世哺乳动物化石和古文化遗物 ,在境内陆地和附近海域陆续发现了 30余处化石点。在众多的化石点中尤以古龙山遗址和大连动物群最引人注目 ,前者在同一地点内采集到 377种上万件的脊椎动物骨骼化石 ,并伴有石器、骨器、灰烬等远古人类活动的遗物 ;后者包括了 2 8种早更新世的小型哺乳动物 ,这是大连乃至东北地区的首次报导。这些事实说明了东北地区不只是仅有晚更新世的动物群 ,至少还有早更新世的大连动物群 ,即使在晚更新世 ,也不只是单一的披毛犀 -猛犸象动物群 ,还存在着具有从华北向东北过渡性质的古龙山动物群。今后工作中应注意寻找古人类及中更新世的哺乳动物化石 ,加强对全新世动物遗骨的研究。     

南宁麒麟山景观特色及开发建议

南宁市麒麟山风景区的景观特色表现为山形如麒麟称之外表美 ,洞穴景观奇特称之内界美 ,交通便利、满山花果飘香 ,旧岜粒村村民热心办旅游 ,热情好客称之旅游环境美。该景观开发对发展旅游业 ,促进科研、教学 ,加速南宁旅游城的建设进程具有重要意义 ,呼吁有关部门给予大力扶持。