【摘 要】
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相对于轨道尺度上的气候波动,短尺度气候系统内部振荡规律直接涉及当前人类社会生存与发展中的重大环境问题,其内部驱动与太阳辐射间的耦合机制成为当前古气候学界研究的热点。基于有限的古气候载体,MIS11阶段的千年尺度事件研究相对较少,本文利用亚洲典型季风区湖北省落水洞一支石笋(编号:LS33)15个U/Th年代和721组δ18O、δ13C数据及微量元素记录,重建MIS11阶段(435.99~365.12
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相对于轨道尺度上的气候波动,短尺度气候系统内部振荡规律直接涉及当前人类社会生存与发展中的重大环境问题,其内部驱动与太阳辐射间的耦合机制成为当前古气候学界研究的热点。基于有限的古气候载体,MIS11阶段的千年尺度事件研究相对较少,本文利用亚洲典型季风区湖北省落水洞一支石笋(编号:LS33)15个U/Th年代和721组δ18O、δ13C数据及微量元素记录,重建MIS11阶段(435.99~365.12ka BP)平均分辨率约70年的亚洲夏季风演化序列。与同区域三宝洞、金佛洞石笋δ18O记录对比显示,三者在轨道尺度上的长期演化趋势及千年尺度事件方面均呈现良好的对应性,表明大区域尺度下的大气环流对亚洲夏季风强度的趋同控制,LS33石笋δ18O记录反映亚洲夏季风强度变化。石笋δ13C具有复杂的响应性,在重建第四纪气候变化方面具有一定的潜力。将δ13C与δ18O记录进行对比,发现两者在演化趋势、高频振荡及轨道尺度周期旋回上均呈现出明显不同的变化特征。相反,δ13C与LR04冰量曲线较为一致,说明轨道尺度上石笋δ13C受控于全球温度变化而非降水。去除轨道趋势的δ18O与δ13C记录在千年尺度上的强耦合关系,表明氧碳同位素可能受控于相同的气候驱动因子。支持了 δ13C在千年尺度上可能代表土壤有效湿度影响下的土壤CO2产率的观点。将千年尺度事件与地球内部驱动机制的联系延伸到MIS11期内部MIS11a与MIS11c。通过与其他地质记录对比发现,MIS11a期间石笋δ18O记录的弱季风事件在总体变化模式与南极EDC冰芯记录之间存在一定的对应性,支持了南北两极气候变化的反相位关系。同时利用Matlab小波分析和EEMD分析方法,结果显示MIS11a期间千年尺度周期较为明显,如2ka,3~4ka,以及信号较弱的6ka。MIS11c阶段存在1ka、2~4ka周期,与格陵兰冰芯记录及北大西洋冰漂碎屑事件分析的周期较为一致,说明千年尺度季风演化可能是在外部不同时期太阳辐射量下受到气候系统内部驱动因素(如全球冰量等)的影响。进一步将LS33、LS26及25-45万年来三宝洞石笋Res-δ18O数据与Sima模拟结果对比,两者间的一致性表明:中等冰量或间冰阶-冰阶条件下,DO事件频繁发生,地球内部冰量条件对石笋δ180记录的千年尺度事件演化具有调控作用。
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