东亚季风“2.8ka”事件高分辨率的石笋记录

据湖北省神农架永兴洞一支石笋的8个230Th年龄、648个δ18O数据,建立了晚全新世4.40～ 1.75ka B.P.时段平均分辨率为4a的东亚夏季风演化序列,其中在2.92～ 2.74ka B.P.期间,δ18O发生显著正偏,幅度达2.5‰,指示一个显著的弱季风事件(这里称之“2.8ka”事件).该事件以夏季风缓慢减弱开始,迅速增强结束,事件内部有两个次一级的振荡旋回(两峰三谷结构),在内部细节与转型特征上类似湖北和尚洞石笋δ18O记录的“8.2ka”事件,暗示发生在全新世这两个冷事件的驱动机制基本一致.这两个弱季风事件都发生在太阳活动明显减弱时期,并分别与北大西洋Bond 2和Bond 5冰漂碎屑事件同步,表明百年尺度的东亚季风环流的演化由太阳活动和北高纬气候共同驱动.     

末次冰期亚洲季风千年尺度事件的频谱特征分析

基于神农架永兴洞3支石笋氧同位素记录,拼接重建了末次冰期88~22 ka B.P.平均分辨率达70 a的东亚季风演变序列。本文以小波诊断技术为基础,对去除65°N夏季太阳辐射和72 ka异常事件影响的石笋δ¹⁸O进行了多时间尺度分析。小波频谱分析结果表明,末次冰期亚洲季风具有明显的近8 ka、4 ka、2 ka左右的周期。其中近8 ka周期是唯一一个贯穿整个末次冰期的显著周期。小波方差分析结果也显示该时段仅有1个突出的峰值,对应时间约为7.7 ka。进一步分析发现这个周期组分其实也出现在格陵兰冰芯δ¹⁸O和南极温度变化中,可能被年龄误差和异常事件所掩盖。已有的千年尺度机制难以有力地解释该周期组分,我们利用外差法对轨道参数的周期进行分解,获得16 ka周期,这个周期的一半刚好与发现的8 ka周期相匹配。因此,地球轨道参数单独或共同作用,引起海表温、大冰盖、海洋/大陆生态系统的变化,通过大气、大洋等环流作用,从而产生地球气候系统轨道和千年尺度的振荡。

     

MIS4早期千年尺度事件特征的湖北石笋记录

高精度定年的石笋记录有助于校正冰芯时标和理解千年尺度事件的驱动机制。基于湖北永兴洞YX288石笋5个高精度²³⁰Th年龄和264组氧同位素数据,重建了MIS4早期东亚季风水文循环演化过程。结合同一洞穴YX46记录,发现两条记录在重叠时段的波动特征高度一致,清晰地记录了持续时间较长的DO19.1事件和持续极短的DO19.2事件。石笋记录显示DO19.2和DO19.1事件的开始时间分别为约72.06 ka和69.40 ka,结束时间依次为约69.85 ka和69.03 ka,在误差范围内与格陵兰NGRIP冰芯AICC2012时标一致。这两个事件的持续时间依次约为2200 a和360 a。在DO19.2事件期间,石笋记录的东亚季风较为稳定,显著不同于格陵兰冰芯记录的温度持续下降的特征。这一季风稳定状态与南北两极间温度差的稳定波动特征较为一致,这也得到反映热带辐合带位置变化的Cariaco盆地反照率记录的支持,表明南北半球的温度变化对亚洲季风的综合影响。

     

东亚季风气候对Heinrich2事件的响应:来自石笋的高分辨率记录

据湖北省神农架天鹅洞一支石笋11个230Th年龄和254个δ18O数据,建立了28.5～22.0kaB.P.同位素分辨率平均约30a的东亚季风气候变化序列。该石笋δ18O曲线与南京葫芦洞石笋记录在重叠时段基本一致,说明本区石笋δ18O反映了区域性东亚季风经向环流特征。在24.3kaB.P.左右,石笋δ18O明显正偏,持续时间近1ka,指示一次显著的弱夏季风事件,与北大西洋倒数第二次冰漂碎屑事件(Heinrich2)同步发生,可视为东亚季风气候对H2事件的响应。高分辨率的δ18O序列揭示了H2事件的内部结构特征:(1)事件发生的突变性,石笋δ18O记录指示事件发生时在100a内δ18O从-8.59‰迅速正偏为-6.75‰,振幅达1.84‰;(2)事件结束的渐变性,δ18O正偏到-6.75‰后便以阶梯状缓慢负偏到-8.86‰至事件结束,持续时间近900a。这一过程与末次盛冰期东亚季风气候H1事件表现的季风强弱转换方式基本一致,说明末次盛冰期东亚季风气候H型事件具有共同的内部结构特征。研究表明,末次盛冰期东亚季风气候H事件的突变可能受北大西洋驱动并经青藏高原冰川变化放大。     

地磁场强度变化对暴露年代测定的影响及校正

在103-105a的尺度上,地磁场强度变化是影响陆地宇生核素生成速率的主要因素,其影响程度取决于样品的地理位置和暴露时间。根据已有的磁场古强度数据,模拟200 ka以来海拔2 km、25°N和40°N的地表10Be生成速率的变化,进而分析地表宇生核素生成速率变化对岩石暴露年代测定的影响及其模式年龄的校正。校正磁场强度变化后,海拔2 km、25°N上,50-200 ka的模式年龄可被压缩14%~19%,大于1σ的误差,相同海拔40°N上的模式年龄可减小约8%。对中低纬两组模式年龄的校正充分证明,磁场强度引起的陆地宇生核素生成速率变化是暴露年代测定中主要误差源之一,尤其在低纬高海拔地区这一影响更不容忽视。     

矿山环境治理过程中资金运作模式探索与实践

矿山环境治理恢复基金制度之所以取代矿山地质环境治理恢复保证金制度,目的之一是通过基金的合理运营,为矿山环境治理提供长效稳定的资金保障。通过对矿山地质环境治理恢复保证金制度中的资金问题进行剖析,从基金来源、基金运营、基金投入三个方面提出矿山环境治理过程中新的商业运作模式,并从市场化角度对社会资本进入矿山复绿和综合利用进行了探索,以期对矿山环境治理恢复基金制度的建立提供一定的指导和参考。     

过去640ka亚洲季风变化的多尺度分析

高分辨率、高精度定年的石笋δ~(18)O记录现已扩展到640ka,这为研究亚洲季风多尺度特征与驱动机制提供了新的契机.基于经验模态分解法(EMD),文章分析了该序列的轨道和千年尺度的特征、贡献及其控制因素.在轨道尺度上,四个主要周期(11.6、23.3、42.4和95.5ka)对石笋δ~(18)O记录的贡献率为76.3%,其中岁差和半岁差周期的贡献率分别为31.1%和30.7%.交叉谱分析显示,显著的半岁差周期信号与南北半球30°太阳辐射极大值变化(BHI)的半岁差周期基本吻合,由此认为低纬降雨和温度变率对半球间低纬太阳辐射放大响应,进而影响亚洲季风的强度变化.在千年尺度上,分别有5ka和1～2ka的显著周期,大致对应于经典的Bond和Dansgaard-Oeschger旋回.海洋沉积和石笋记录交叉谱分析显示,二者在千年尺度上的变化呈现出强烈的相关性,特别是5ka周期稳定贯穿两个记录始终且信号明显,说明5ka周期是中晚更新世以来冰期-间冰期旋回的特征周期,可能是全球冰盖和太阳辐射共同作用的结果.     

岱海地区近400年来的"尘暴"事件——来自岱海沉积物粒度的证据

根据高分辨率的岱海沉积物粒度分布的中值粒径和粗颗粒含量,结合区域降水、历史记载资料,重建了内蒙古岱海地区近４００年来发生的尘暴事件。结果表明,尘暴事件是受冬、夏季风的相对强弱制约的,大量尘暴事件频发于小冰期干冷的气候条件下,表现为中值粒径大,粗颗粒含量高,在转暖的现代气候下,尘暴事件很少,中值粒径也随之降低,但是近十几年尘暴事件又呈上升趋势,部分可能与人类活动造成的土地荒漠化有关。     

北半球72 ka BP气候突变事件及其与Toba火山的关系

72 ka BP左右的强降温事件是末次冰期最大的气候突变事件,且同时期发生了第四纪以来最强的火山喷发——Toba火山喷发,后者在此次强降温事件中扮演着什么角色一直是古气候学界研究的热点。对此进行深入的研究,有助于全面评价火山喷发的环境效应,进一步完善末次冰期突变事件的成因机制。系统回顾深海岩芯、极地冰芯、洞穴石笋、黄土、湖泊等古气候载体的研究成果,这些记录对72 ka BP左右的强降温事件和/或Toba火山喷发进行了不同程度的描述,并从不同的角度分析二者的关系。从72 ka BP左右的强降温事件和Toba火山喷发的时间上,以及火山喷发对气候变化影响的机理上看,Toba火山喷发确实对这次强降温事件产生了实质性影响。这个影响在格陵兰冰芯记录中表现得尤为明显,并得到了气候模拟的进一步支持。然而,部分低纬海洋记录研究表明,Toba火山喷发前后气候没有发生显著变化,至少低纬地区的气候不如高纬地区变化明显。古生物研究同时显示出Toba火山喷发并未对其生存环境产生灾难性的影响,由此可见,72 ka BP左右的强降温事件驱动机制及其对Toba火山喷发的响应程度尚存争议。今后的研究应重视提高气候记录分辨率和探测Toba火山喷发证据的研究,从解剖事件的内部结构特征入手,进而建立气候模式与火山效应之间的联系,以此来明确“72 ka事件”驱动机制及其对Toba火山喷发的响应关系。     

小冰期十年际尺度亚洲季风变化的四川黑竹沟洞石笋记录

基于四川省黑竹沟洞一支石笋（编号：EB1）高精度²³⁰Th年龄和氧同位素数据,建立小冰期时期（1375~1810A.D.）气候变化时间序列。该序列δ¹⁸O值变化范围为-10.37‰~-8.58‰,敏感响应于区域气候变化过程。高分辨率δ¹⁸O变化序列能清晰地捕捉到10年际尺度振荡旋回。该石笋记录根据δ¹⁸O值变化可分为4个阶段：1375~1540A.D.和1680~1780A.D.时段,δ¹⁸O值整体偏负,指示季风增强时期;1540~1680A.D.和1780~1810A.D.时段,δ¹⁸O值整体偏正,处于弱季风阶段。与贵州董哥洞、甘肃万象洞和印度Jhumar洞石笋记录对比发现在小冰期时期δ¹⁸O变化特征具有一定的相似性,表明上述区域降水可能共同受控于印度季风水汽输送影响,反映了区域性夏季风经向环流及其降水变化特征。通过EB1石笋记录与北半球温度曲线的对比发现,两者在百年尺度上同相位变化,可能指示北高纬气候的控制作用。而该石笋与秘鲁东北部Cascayunga洞石笋记录的进一步对比结果显示亚洲季风与南半球季风记录呈反相位关系,证实了ITCZ位置的南北移动在半球间能量传递和交换过程中的重要作用。功率谱分析结果显示小冰期季风波动具有显著的25a和9a周期旋回,接近太阳黑子22a和11a周期频率,表明太阳活动变化可能是小冰期十年际尺度亚洲季风波动的重要驱动因素。