安徽宣城黄土堆积的磁性地层学与古环境意义

利用磁性地层学方法对安徽宣城剖面的研究表明,B/M界限位于剖面中网纹红土的中下部,结合光释光测年可以外推出长江中下游地区的典型风成沉积开始形成于0.85Ma前后。这一年龄对应于一次全球性的气候转型事件,在海洋沉积与我国北方的黄土-古土壤序列中均记录了这一气候转型事件。同时,0.85Ma对应于中更新世的两大地质事件,一是全球冰量的增加,二是青藏高原的快速隆升,长江中下游地区风成堆积的开始,可能是上述两个因素共同作用的结果。      

Impact of topography and land-sea distribution on East Asian paleoenvironmental patterns

Much geological research has illustrated the transition of paleoenvironmental patterns during the Cenozoic from a planetary-wind-dominant type to a monsoon-dominant type, indicating the initiation of the East Asian monsoon and inland-type aridity. However, there is a dispute about the causes and mechanisms of the transition, especially about the impact of the Himalayan/Tibetan Plateau uplift and the Paratethys Sea retreat. Thirty numerical sensitivity experiments under different land-sea distributions and Himalayan/Tibetan Plateau topography conditions are performed here to simulate the evolution of climate belts with emphasis on changes in the rain band, and these are compared with the changes in the paleoenvironmental patterns during the Cenozoic recovered by geological records. The consistency between simulations and the geological evidence indicates that both the Tibetan Plateau uplift and the Paratethys Sea retreat play important roles in the formation of the monsoon-dominant environmental pattern. Furthermore, the simulations show the monsoon-dominant environmental pattern comes into being when the Himalayan/Tibetan Plateau reaches 1000–2000 m high and the Paratethys Sea retreats to the Turan Plate.     

黄土高原和南海陆架古季风演变的生物记录与Heinrich事件

宝鸡黄土中0.15Ma以来植物硅酸体研究表明,年均温度、1月份和年均降水量的变化与深海氧同位素变化有很好的一致性,而7月份降水量的变化与印度洋反映季风强弱的粒度变化相类似。南海陆架孢粉研究发现,14700-13900aB.P.和22900一20600aB.P.气候变冷期与北大西洋沉积物中H1、H2变冷事件存在成因上的联系。全球冰量通过冬季风等因素在“轨道尺度”上可能影响了夏季风对特定地区的控制时间,从而控制了黄土区气候的年均状况,但没有影响夏季风固有的变化周期和振幅。由低纬夏季太阳辐射控制的夏季风以其准20000a周期叠加在冬季风所具有的准0.1Ma周期上。冬、夏季风的演化行为具有较强的相对独立性,冬、夏季风同时减弱或增强的情况是存在的。Heinrich事件在东亚地区不仅影响了冬季风而且影响了夏季风。     

中新世黄土-古土壤序列的粒度特征及其对成因的指示意义

对甘肃秦安QA-I中新世黄土剖面进行了系统的粒度分析, 并与第四纪黄土、古土壤及代表性河湖相沉积样品的粒度特征进行了对比. 结果表明, 中新世和第四纪黄土、古土壤样品具有相似的粒度分布特征, 而与河湖相沉积有较大区别. 中新世黄土-古土壤序列与第四纪黄土-古土壤序列一样, 黄土层粒度较粗, 而古土壤层粒度较细, 反映了气候的冷暖、干湿变化. 从长尺度上看, 中新世黄土-古土壤序列的中值粒径与沉积速率的变化大致同步, 与北太平洋深海风尘沉积通量变化也具有较好的一致性. 上述结果不仅进一步证实研究序列的风成成因, 而且说明中新世黄土-古土壤序列的粒度变化与源区的干旱化程度有密切关系.     

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。     

泥炭地碳源汇功能与“双碳”目标

自工业革命以来, 大气中CO2浓度快速升高导致了全球变暖, 并引发了一系列气候和环境问题。应对气候变化、实现"碳达峰与碳中和"(以下简称"双碳")已成为世界各国共同倡导的目标; 而理解自然系统的碳源汇功能, 对实现这一目标具有重要的意义。泥炭地是世界上分布最为广泛的湿地类型, 对全球碳循环和气候变化有着十分重要的影响, 其在实现"双碳"目标中的重要性受到越来越多的关注, 这也使泥炭地碳循环研究成为前沿领域。本文简要回顾了国内外泥炭地碳循环的研究现状, 阐述了泥炭地的碳源汇特征(包括CO2净交换、CH4排放、溶解有机碳迁移、碳累积)、变化及驱动机制, 并对其在实现"双碳"目标中的作用进行了分析。总体来说, 泥炭地碳循环对全球碳源汇估算具有重要的影响, 未来需进一步加强对泥炭地分布和碳库的研究, 强化泥炭地生态环境演变规律、碳循环-相关过程对气候变化的敏感度以及研究薄弱地区等的针对性研究。在此基础上, 科学地可持续管理和恢复退化泥炭地, 如人为水文调节, 以保持甚至增加其碳汇潜力和储存碳的稳定性, 可发挥泥炭地在"双碳"时代的最大碳汇潜力, 也将是减缓气候变暖经济而高效的途径之一。     

基于地质记录用时域组合模型预测气候变化趋势的初步研究

用时域分析组合模型建立了１００万年来６０°Ｎ６月份太阳辐射量时间序列、宝鸡黄土粒度时间序列、渭南夏季风指数时间序列的动态模型．研究结果表明,时域分析组合模型较好地提取了时间序列的信息,得到的几个显著周期Ｔ＝１３３,１００,８９,４１,２３,１９ｋａ,与地球轨道三要素的变化周期接近．用组合模型拟合实测数据,精度是高的;用其预测未来气候替代性指标时间序列的变化情况,发现未来气候有向干冷方向发展的趋势．时域分析组合模型为研究气候变化趋势提供了一种定量分析、预测的方法．     

新生代东亚地形、水系与生物地理演变——第三届地球系统科学大会拾粹

新生代期间,亚洲及周边地区地球深部过程与地表环境发生了一系列重大变革。印度板块—欧亚板块碰撞和太平洋板块俯冲驱动下的构造—地貌过程,导致青藏高原隆升、亚洲东部岩石圈伸展减薄、西太平洋边缘海扩张,并最终塑造了现今的宏观地形地貌和水系格局。这一系列构造地貌过程与新生代全球气候变冷、西风环流与亚洲季风环流重组、生物地理演变之间存在紧密的关联,成为地球科学领域重大前沿与热点课题,是开展地球深部与浅表过程、地球表层各圈层之间相互作用研究的重要切入点。     

风尘堆积中SiO2/Al2O3值与粒度的关系及其对东亚冬季风的指示意义

在渭南及洛川剖面将基本未经历风化的黄土样品分离成8个粒级后进行化学分析, 结果表明, <50 mm的各粒级样品中SiO₂/Al₂O₃分子比与粒度f 值呈明显线性负相关, 即在<50 mm粒级范围内颗粒越粗, 黄土的SiO₂/Al₂O₃值越大; 而<50 mm各粒级的含量之和占全岩的98%以上. 在黄土层中, SiO₂/Al₂O₃与全岩粒度变化有较好的可对比性, 而在古土壤中SiO₂/Al₂O₃值反映出一系列全岩粒度无法揭示的信息.     

Quantitative measurements on the paleo-weathering intensity of the loess-soil sequences and implication on paleomonsoon

The loess-soil sequences in northern China provide a near continuous record of Quaternary paleoclimate. The pedogenetic intensity of the sequences is closely linked with the variations of the East Asian summer monsoon. In this study, 2181 samples from the Changwu and Xifeng loess sections are analyzed and two high-resolution paleo-weathering timeseries of the last 1.2 Ma are generated, using the ratio of CBD extractable free Fe₂O₃ (FeD) versus the total iron (FeT). This new index is compared with micromorphological features, low-frequency magnetic susceptibility, frequency-dependent magnetic susceptibility, and the Rb/Sr ratio^[5,6]. The results suggest that the FeD/FeT ratio is able to better reflect the degree of soil development. Since the chemical weathering of loess in the Loess Plateau region mainly depends upon the summer precipitation and temperature under modern climate condition, which are closely associated with strength of summer monsoon, and the chemical weathering intensity of loess primarily reflects the variations of the summer monsoon circulation.