Integrating Stalagmite, Vertebrate, and Pollen Sequences to Investigate Holocene Vegetation and Climate Change in the Southern Midwestern United States

Speleothem carbon and oxygen isotopic records from Onondaga Cave, south-central Missouri, and Beckham Creek Cave, north-central Arkansas, are compared with the Cupola Pond and Oldfield Swamp pollen series from southeastern Missouri and the Rodgers Shelter and Modoc Shelter vertebrate biostratigraphic sequences from central Missouri and southwestern Illinois. Similar, and roughly contemporaneous, shifts between deciduous forest and steppe indicators throughout the Holocene are revealed in each database. These independent proxies record steppe conditions between approximately 9000 and 1500 cal yr B.P. A shift toward lighter speleothem carbon may reflect a change from warm and dry to cool and dry conditions between 4500 and 3000 yr B.P. The sensitive response of speleothem δ¹³C to changes in vegetation emphasizes their importance as paleoclimate records in an area containing few other millenial-scale climate proxies.     

Evidences of the Blake and Iceland Basin magnetic excursions in southeastern Iberia and chronological implications for the Padul sedimentary record

The Padul-15-05 sediment core provides an exceptional perspective of the paleoenvironmental and climate change in the Western Mediterranean region for the last ca. 200 kyr. However, even though a robust chronology mainly relying on radiometric dating is available for the last 50 ka, the chronology for the older sediments is not yet fully resolved. Ages for the bottom part of the core (>21 m) were previously inferred from amino-acid racemization dating and sediment accumulation rates. In this work, we provide a more accurate chronology for the older part (>100 kyr) of the Padul-15-05 sediment core record based on the recognition of past Earth's magnetic excursions. We identify an interval prone of reversed polarity samples close to MIS-5e/5 d transition that we correlate to the Blake geomagnetic excursion (116.5 kyr–112 kyr). In addition, we identify an interval of low inclinations and two reversed samples that we interpret as the Iceland Basin geomagnetic excursion (192.7 kyr–187.7 kyr: wide scenario of VGP <40°). Our new results, which include IRM acquisition curves that contribute to understand the magnetic mineralogy, enhances the robustness of the age model for the Padul-15-05 sedimentary sequence by adding an independent age dataset with new accurate tie-points. Our refined age control together with the available paleoenvironmental and paleoclimate multiproxy data provide insightful information to unveil the response of the western Mediterranean environments to regional environmental and climate change.     

白令海北部陆坡晚第四纪的古海洋与古气候学记录

白令海北部陆坡B2 9柱状样中放射虫Cycladophoradavisiana含量曲线和深海SPECMAP氧同位素记录的对比 ,为该柱状样建立了晚第四纪约 1 0万年以来的地层年代框架。该柱状样中微体化石、碳屑颗粒、筏冰碎屑 (石英和岩屑颗粒 )的定量分析结果表明 ,作为表层生产力指标的粗组份自氧同位素 5 .3期以来呈阶梯状增加 ,反映表层生产力阶段式的增长 ;碳屑颗粒丰度自氧同位素 5 .3期至末次冰消期的增加说明白令海末次冰消期以前气候较全新世干冷 ,天然火灾发生的概率较全新世大大增加 ;冰期和早、中全新世较高的筏冰碎屑反映了冰期和早、中全新世白令海陆架海冰的扩大以及气候转暖所导致的海冰消融的过程 ,揭示了白令海对过去全球气候变化的响应。     

A first Holocene leaf wax isotope-based paleoclimate record from the semi-humid to semi-arid south-eastern Caucasian lowlands

The Holocene paleoclimate of the Caucasus region is rather complex and not yet well understood: while existing studies are mainly based on pollen records from high-altitude and humid lowland regions, no records are available from the semi-humid to semi-arid south-eastern Caucasian lowlands. Therefore, this study investigated compound-specific δ²H and δ¹³C isotopes of leaf wax biomarkers from Holocene floodplain soils in eastern Georgia. Our results show that the leaf wax δ²H signal from the paleosols mostly reflects changes in the moisture source and its isotopic composition. Depleted δ²H values before ~8 cal ka bp change towards enriched values after ~5 cal ka bp and become again depleted after ~1.6 cal ka bp. This trend could be caused by Holocene changes of the isotopic compositions of the Black and eastern Mediterranean Sea, and/or by varying contribution of both moisture sources linked with the North Atlantic Oscillation. The leaf wax δ¹³C signal from the paleosols directly indicates varying local water availability and drought stress. Depleted δ¹³C values before ~8 and after ~5 cal ka bp indicate wetter local conditions with higher water availability, whereas more enriched values during the middle Holocene (~8 until at least 5 cal ka bp ) indicate drier conditions with increased drought stress.     

贵州荔波地区2000年来石笋高分辨率的气候记录

通过对荔波董哥洞石笋进行高精度的ICP MS或TIMS U系测年和碳、氧同位素分析,建立了荔波地区2 300a B.P.来高分辨率的古气候变化的时间序列。研究结果表明,贵州荔波地区2 300a B.P.以来石笋记录的季风气候变化,大致可分为8个气候(亚)期:① 2 300～1 800a B.P.为降温期,显示东亚夏季风减弱,东亚冬季风增强,气候干旱寒冷;② 1 800～1 080a B.P.气温有所回升,显示东亚冬季风缓慢减弱,东亚夏季风有所回升,表现为半湿润的温凉气候期;③ 1 080～680a B.P. 为降温期,气温再次下降,显示东亚冬季风再次增强,但降水相对增大,表现为寒冷湿润的气候期,是气候变化的关键转折时期;④ 680～550a B.P.温暖期,显示东亚夏季风再次增强,气温升高,降水增大,表现为温暖湿润的气候期。⑤ 550～400a B.P.寒冷期,显示东亚冬季风快速增强,气温下降,表现为寒冷湿润的气候环境,是近1 000年以来最冷的时期;⑥ 400～364a B.P.温凉期,显示东亚夏季风有所增强,气温有所回升,表现为温凉湿润气候环境;⑦ 364～324a B.P.冷凉期,显示东亚夏季风有所减弱,气温有所下降,表现为冷凉湿润气候环境;⑧ 324a B.P.至今,气候相对波动期,同位素记录曲线呈锯齿状波动,在其内包括若干个冷凉半湿润、冷湿的气候变化亚阶段。根据荔波董哥洞石笋的高分辨率的古气候变化的连续记录,揭示了荔波地区2 300a B.P.以来的一些百年尺度的重大气候事件——干旱寒冷期、隋唐温暖期(或小温暖期)、小寒冷期以及一些十年尺度的降水、温度变化。石笋记录的这种百年、十年尺度的突发性气候变化事件,与冰芯记录极为相似,反映低纬度地区石笋记录的季风气候与高纬度及北极地区的气候具有极好的相关性,这对于认识现代气候系统变化以及对未来十年—百年尺度的气候预测和演化的驱动机制,具有重要的科学意义。     

中国海相烃源岩发育控制因素

烃源岩的形成取决于生烃母质生物的生存环境和有机质良好的保存条件,这两大因素从根本上来说又取决于生物繁殖时和埋藏时的古气候、古洋流、古构造及古环境等各要素的良好匹配。海相高有机质丰度烃源岩的形成与大气中的中等含氧量、干热的气候、冰期-冰后期之交的气温快速转暖、冰川迅速融化所导致的海平面快速上升等密切相关。大洋环流的形成和演变也是控制海相高有机质丰度烃源岩形成的主要因素,上升洋流富磷、富硅、富铁族元素等营养盐和富绿硫细菌极大地促进了有机质生产力、埋藏率的激增。通过研究,建立了中国华南和塔里木盆地寒武系上升洋流分布模式、塔里木盆地上奥陶统良里塔格组台缘斜坡灰泥丘相源岩形成时的反气旋洋流分布模式。研究发现,优质烃源岩仅发育于被动大陆边缘背景下的裂谷、克拉通内裂谷、克拉通内坳陷盆地和克拉通边缘坳陷盆地。欠补偿盆地、蒸发潟湖、台缘斜坡(灰泥丘)和半闭塞—闭塞欠补偿海湾,是高丰度烃源岩发育的有利环境;低的无机物输入和低的沉积速率,有利于高有机质丰度烃源岩形成;呈斜坡的海底地貌,有利于烃源岩形成。     

鄂尔多斯盆地延长组凝灰岩夹层展布特征及其地质意义

鄂尔多斯盆地延长组凝灰岩夹层分布广泛,通过众多凝灰岩夹层的实际岩心观察,归纳总结出凝灰岩夹层的常规测井曲线表现为具有相对低电位、高自然伽马、高电阻率、高声波时差值的特征,并且高值常略低于致密泥岩段;单井分析凝灰岩夹层与上、下部岩石整合接触,较少发育同沉积构造,以典型的火山尘灰大气降落沉积产物为主,但也偶见凝灰岩与砂泥岩一起发育扰动构造,明显经受了水动力改造;连井剖面分析说明延长组长1—长9皆有凝灰岩分布,横向上可对比性凝灰岩主要有4套,分别为长91、长73底、长72、长71期,以盆地西南部长73期最发育;凝灰岩平面展布特征整体呈北西向展布,由南西—北东向凝灰岩厚度逐渐变薄,并且与烃源岩、放射性异常展布形态一致,因此认为凝灰岩的沉积作用所引起的元素迁移和古环境变化,可能对延长组优质烃源岩的发育具有重要意义。     

近10年来“国际古气候模拟比较计划(PMIP)”回顾和未来古气候模拟研究热点

国际古气候模拟比较计划(PMIP)是古气候领域里的一项长期开展的大型国际研究计划。该计划的主旨是利用气候数值模式,通过开展一系列针对古气候变化的模拟试验理解全球气候变化的机理,确定气候系统内部的各种影响气候变化的关键反馈因子; 通过比较不同气候模式对不同于现代气候(古气候)的模拟能力评价模式的优劣,进而促进气候模式的发展; 同时也为全球变化背景下利用气候模式预估未来气候变化提供借鉴。PMIP自1991年酝酿开始至今经历了PMIP1(1991～2001年)、PMIP2(2002～2007年)两个阶段,并正在开展第三阶段(PMIP3)(2008～)的研究。本文简要回顾了近10年来PMIP研究进展及概述了未来PMIP将要开展研究的重点领域和方向,主要包括4个主题： 1)基准(benchmark)时段(6kaB.P.和21kaB.P.)模拟; 2)间冰期和温暖期气候模拟; 3)快速气候变化模拟; 4)不确定性研究。     

塔里木盆地东部台特玛湖近25.0ka BP以来气候与环境变化

由南疆罗布泊地区台特玛湖沉积物多种地质记录的综合分析表明,近25．0kaBP以来此地区气候与环境演化的过程和特征与新疆其它地区基本一致。多手段的综合研究,揭示了近25．0kaBP以来台特玛湖气候与环境的变化经历了7次相对暖干、5次相对冷湿和1次相对暖湿变化,而且全新世期间历次的气候变化与具有高分辨率的敦德冰芯记录以及北半球气候变化的过程上基本一致,所记录的气候与环境演化过程呈现出明显的西风型环境演变特征。唯一在7．0～6．0kaBP期间出现的相对暖湿的环境特征应该是真正意义上的全新世大暖期最盛期的体现,可能与此时增强的西南夏季风势力影响到本地区有关。     

最近13万年以来洛川黄土剖面中固定铵态氮的古气候意义

对13万年以来洛川黄土-古土壤序列中固定铵态氮进行了分析.末次间冰期S1古土壤中固定铵态氮含量最高,其次为冰后期S0古土壤,末次冰期形成的马兰黄土最低;而且,固定铵态氮的分布在马兰黄土中也能体现出三次小的低-高值的波动特征.洛川黄土13万年以来固定铵态氮的分布与磁化率和<2μm组分的分布相似.在此基础上,利用马兰黄土中粒度与固定铵态氮的相关关系,计算了S1古土壤中固定铵的分布,并与实测结果进行了对比,推测S1古土壤中固定铵态氮有轻微的损失,尽管如此,S1古土壤中固定铵态氮含量仍然高于黄土.鉴于黄土-古土壤序列中固定铵态氮的分布与粉尘粒度有密切的关系,能与气候变化较好地对应,它可视为反映黄土高原区东亚冬季风强-弱周期性变化较好的替代性指标.