Counting chronology and climate records with about 1000 annual layers of a Holocene stalagmite from the Water Cave in Liaoning Province, China

One active stalagmite from the Water Cave in Liaoning Province contains growth layers of three sizes. Based on thermal ionization mass spectrometry 230Th dating, we found that middle size layers are annual layers, with each middle layer consisting of one narrow dark layer and a wide bright layer. The small layers within middle layers are sub-annual layers and the large layers are multi-year layers. Based on the layer-counting method, we established a high-resolution time scale for layer thickness. Our results reveal two dramatic century-scale climate cycles over the past 1000 years in this region.     

石笋的荧光特征及其高分辨率气候环境记录

在分析石笋荧光特征的基础上，综述了石笋荧光应用于高分辨率气候环境记录的研究进展。石笋荧光强度反映了石笋中的有机酸含量，荧光波长特征受石笋中有机酸类型的控制，石笋中的有机酸由地表有机质经土壤水、洞穴滴水运移随碳酸盐而淀积，荧光强度与波长特征都是对地表气候环境信息的响应。通过提高荧光谱扫描精度，可得到高分辨率(1～10a)的气候环境变迁记录。分析了目前研究中存在的问题，并对发展趋势和进一步研究方向提出看法。     

CLIMATIC RECORDS FROM ANNUAL LAYERS AND STABLE ISOTOPES OF A STALAGMITE IN BEIJING OVER THE LAST 2300 YEARS

Ｉ.ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＳｔａｌａｇｍｉｔｅｓｈａｖｅｂｅｅｎａｐｐｌｉｅｄｔｏｕｓｅａｓｈｉｇｈｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｐａｌｅｏｃｌｉｍａｔｉｃｉｎｄｉｃａｔｏｒｓｓｉｎｃｅｔｈｅａｎｎｕａｌｇｒｏｗｔｈｂａｎｄｉｎｇｗａｓｒｅｃｏｇｎｉｚｅｄｉｎｓｔａｌａｇｍｉｔｅｓ[1,2].Ａｎｎｕａｌｇｒｏｗｔｈｂａｎｄｉｎｇｃａｎｂｅｍａｎｉｆｅｓｔｅｄｉｎｓｅｖｅｒａｌｍａｎｎｅｒｓｄｅｆｉｎｅｄｂｙ1)ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔａｎｄｎｏｎ-ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｃａｌｃｉｔｅ[3,4];2)…     

杭州地区石笋稳定同位素古气候探索

用１４Ｃ测年技术和稳定同位素地球化学古温度方法，对浙江省临安瑞晶洞穴的石笋进行了１４Ｃ的测年和碳、氢、氧同位素测试，获得５～１万年间杭州地区古气候演化记录、该记录表明，在５～１万年间有三次较明显的周期性古温度变化，最高温度为１４．９℃，最低温度为６．６℃，最大温差为８℃左右，平均温差３～５℃。这段时期正处在大理冰期后期，但大理冰期并不是一个持续的低温阶段，它至少有３次温度波动。与我们获得的石笋同位素古温度相一致。另外，我们将５～１万年间杭州地区古气候变化与同期东南沿海的海平面变化进行了对比，在时间上也较为吻合，也就是温度上升、海平面也上升，温度下降、海平面也随之下降     

石笋流体包裹体中的惰性气体及其在重建长江中游古温度变化中的作用

文中讨论了一种评估古气温变化的新方法。我们成功地利用石笋流体包裹体所捕获的Xe/Ar比值,重建了末次冰盛期以来盛行东亚季风的长江中游地区的气候演化。一种表达成ln(CXe/CAr)的对数式被证明与冷暖周期变化具有密切的关系。从研究的石笋中所提出的δ13C与Mg/Ca曲线一般随区域古气温波动而变化,但不能排除其中有另类气候信号的叠加。我们的工作则明确地指出,流体包裹体所记录的Xe/Ar在各种反映温度变化的替代指标中可能是最好的一种。整体而言,ln(CXe/CAr)曲线与那些基本随暖期和冷期振荡的曲线保持一致。将稀有气体曲线与δ13C和Mg/Ca信号整合对比之后,我们在研究区划分出末次冰盛期以来8组暖/冷旋回。整合后的气温变化模式合理地解释了过去20000年里的区域环境变化。     

湖泊纹层状沉积物的同生期变化研究述评

湖泊纹层状沉积物是在湖水分层的条件下缓慢沉积的。这些沉积物在沉积以后可能会发生一些同生期的改造作用，如季节性湖流的微弱冲刷、湖水中溶解氧对有机质的氧化、硫酸盐还原作用对有机质的氧化和硫化物的形成、有机质分解形成的偏酸性底层湖水对碳酸盐的溶解和磷的迁移造成的藻类勃发等，使纹层在成分、结构和构造方面发生一些变化。在对纹层进行古气候、古环境恢复的时候，这些同生期的变化不能被忽视。对这些变化的研究有助于对古气候、古湖水沉积环境的正确认识。     

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.     

石笋氧同位素和微量元素记录的陕南地区4200～2000a B.P.高分辨率季风降雨变化

基于陕南祥龙洞石笋XL2的19个230Th年龄、218个氧同位素分析以及896个Sr/Ca分析数据,高分辨率重建了4200～1972a B.P.期间陕南地区季风降雨变化.重建结果显示陕南地区这一时期季风降雨有显著的127～105a和57a周期,可能分别受控于太阳活动、PDO和/或AMO的变化.重建时段有3次百年尺度的干旱事件,分别发生于2200～2100a B.P.,2900～2700a B.P.和3600～3400a B.P.,其中2900～2700a B.P.干旱事件对应于北大西洋地区2.8ka冷事件.对比研究显示,尽管祥龙洞石笋和董哥洞石笋δ18O记录整体一致,但除了2900～ 2700aB.P.干旱事件之外,其他两次干旱事件在董哥洞石笋记录中并不明显.而尽管总体上祥龙洞和和尚洞石笋δ18O记录的差异要大,但XL2的3次干旱事件在和尚洞记录都有明显体现.有精确年代控制的祥龙洞、董哥洞及和尚洞石笋氧同位素记录的差异,揭示晚全新世我国季风降雨在十一百年尺度存在区域差异.     

武都万象洞方解石现代沉积体系δ~(18)O值月变化特征

万象洞所在地大气降水同位素值年内波动较大,变化起止时间存在显著的年际差异。观测期内,武都降水同位素δD-δ18O组合特征与周边城市降水同位素多年平均值重建的区域降水雨水线基本重合,洞穴所在地区降水同位素具有很好的区域代表性。洞穴滴水同位素值年内变化幅度较小,基本反映了当地大气降水同位素值的月加权平均水平。洞穴次生碳酸盐与洞穴滴水之间符合同位素平衡分馏基本规律。季节尺度上,不同监测点滴水及次生碳酸盐δ18O值因受地下水混合作用强弱差异及洞穴温度的小幅变化等影响而略有差异;年际变化上,夏季风爆发前后降雨量的权重及爆发时间的早晚对洞穴滴水-碳酸盐体系同位素水平存在一定的影响。万象洞洞穴滴水、石笋氧同位素信号在年代际尺度上可以很好地指示区域内大气降水的同位素变化特征。     

湖北永兴洞降水对2015年厄尔尼诺的响应

通过对湖北永兴洞为期3年（2013年6月至2016年7月）的地表降水δ¹⁸O观测,发现该地点降水δ¹⁸O在2015夏季显著偏正。利用HYSPLIT后向轨迹方法对永兴洞降水水汽来源进行分析,结果表明在厄尔尼诺事件的影响下2015年夏季来自远源印度洋的水汽显著减少,而近源太平洋水汽相对增多,即降水δ¹⁸O因"环流效应"而偏正。本研究提供的观测证据表明永兴洞石笋δ¹⁸O记录在重建ENSO主导下的亚洲季风大气环流方面具有重要潜力。