貴州七星洞石筍記錄的MIS3千年尺度氣候與環(huán)境突變事件.pdf

1、全球氣候末次冰期時段的主要特點是頻繁出現的千年尺度氣候事件，對于這些突變事件的記錄覆蓋了整個南北半球，包括南北半球高緯冰芯記錄，高低緯海洋SST記錄，珊瑚、孢粉等記錄，以及眾多石筍記錄。所有地質記錄對于千年尺度事件的起止時間、持續(xù)時間以及內部結構的細節(jié)特征都有詳細記錄，不乏眾多高精度定年、高分辨率的氣候記錄，通過研究南北半球記錄之間、高低緯之間以及氣候系統(tǒng)不同組成部分之間的聯系，對氣候變化的驅動機制進行探討。亞洲季風作為全球氣候系統(tǒng)的重

2、要組成部分，在研究氣候變化驅動機制的過程中占有重要角色，通過將亞洲季風氣候演化記錄與高緯冰芯、低緯熱帶大洋地區(qū)的氣候記錄對比發(fā)現記錄之間存在緊密聯系，石筍作為定年精度高、連續(xù)性好、分辨率高的氣候記錄載體，能夠很好地響應亞洲季風氣候變化，故本文將從高分辨率石筍記錄分析亞洲季風變化的驅動機制及氣候與環(huán)境變化之間的聯系。
　　本文基于15個U-Th年齡、1140個氧、碳同位素數據以及2005個微量元素數據建立了35-64ka BP(深海

3、氧同位素3階段，Marine Isotope Stage3，簡稱MIS3)的亞洲季風演化記錄，平均分辨率為23a。七星洞石筍QXL共記錄了10個千年尺度事件，分別對應冰芯記錄的DO8-12、DO14、16、17以及H4、H5。將QXL記錄與相同時段相同區(qū)域同一洞穴石筍、相同區(qū)域不同洞穴石筍以及不同區(qū)域不同洞穴石筍記錄進行對比，整體趨勢表現一致，說明QXL石筍記錄能夠指代亞洲季風演化;與高緯冰芯、高低緯大洋SST記錄對比，進一步證實高低緯

4、之間的氣候聯系，通過事件內部細節(jié)特征對比探討二者之間的異同點及原因。
　　千年尺度事件的驅動機制一直是諸多學者研究的重點，對于其機制問題的解釋目前還不能完全確定，主要限制因素為地球氣候系統(tǒng)的復雜性，亞洲季風氣候演化序列證明地球氣候系統(tǒng)內部同時存在多個周期，在軌道尺度上疊加了其他時間尺度周期例如千年尺度和百年尺度-十年際尺度。
　　本支石筍QXLδ18O記錄的平均分辨率達到23年，通過巖性掃描圖片可以看出，某些時段，例如DO1

5、4、DO16、17時段的巖性多發(fā)溶孔，說明生長速率加快，這一階段的生長速率達11a，通過功率譜分析，高于準200a百年尺度氣候變化周期較為可靠，對于探討百年尺度氣候變化提供有力依據。其次，來自中國西南地區(qū)石筍QXL對于DO16、17事件和DO9-12事件的不同響應程度與歲差旋回有較好的對應關系，說明太陽輻射對于西南地區(qū)氣候變化占主導地位。同時，QXL石筍δ18O對DO14、16、17的響應比東亞季風區(qū)其他石筍記錄更為敏感，事件記錄清晰，

6、說明西南地區(qū)區(qū)域環(huán)境變化可能影響石筍δ18O振蕩幅度。
　　前人總結研究發(fā)現，來自西南七星洞多數石筍，類型多為文石-方解石石筍，即石筍沉積過程中并非完全沉積方解石，環(huán)境條件發(fā)生變化時，可能有助于文石礦物的沉積，故形成文石-方解石石筍。文石石筍中的穩(wěn)定同位素以及微量元素與方解石中的相同指標在石筍含量和對氣候變化的響應方式上存在較多差異，文石中的δ18O比方解石δ18O對于氣候變化的響應振蕩幅度更大，可以利用這一點來探索氣候突變與環(huán)境