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(shí)段的主要特點(diǎn)是頻繁出現(xiàn)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(gè)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(zhì)記錄對于千年尺度事件的起止時(shí)間、持續(xù)時(shí)間以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)特征都有詳細(xì)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(lián)系，對氣候變化的驅(qū)動(dòng)機(jī)制進(jìn)行探討。亞洲季風(fēng)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(qū)動(dòng)機(jī)制的過程中占有重要角色，通過將亞洲季風(fēng)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(xiàn)記錄之間存在緊密聯(lián)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(yīng)亞洲季風(fēng)氣候變化，故本文將從高分辨率石筍記錄分析亞洲季風(fēng)變化的驅(qū)動(dòng)機(jī)制及氣候與環(huán)境變化之間的聯(lián)系。
　　本文基于15個(gè)U-Th年齡、1140個(gè)氧、碳同位素?cái)?shù)據(jù)以及2005個(gè)微量元素?cái)?shù)據(jù)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(fēng)演化記錄，平均分辨率為23a。七星洞石筍QXL共記錄了10個(gè)千年尺度事件，分別對應(yīng)冰芯記錄的DO8-12、DO14、16、17以及H4、H5。將QXL記錄與相同時(shí)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(jìn)行對比，整體趨勢表現(xiàn)一致，說明QXL石筍記錄能夠指代亞洲季風(fēng)演化;與高緯冰芯、高低緯大洋SST記錄對比，進(jìn)一步證實(shí)高低緯

4、之間的氣候聯(lián)系，通過事件內(nèi)部細(xì)節(jié)特征對比探討二者之間的異同點(diǎn)及原因。
　　千年尺度事件的驅(qū)動(dòng)機(jī)制一直是諸多學(xué)者研究的重點(diǎn)，對于其機(jī)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(fù)雜性，亞洲季風(fēng)氣候演化序列證明地球氣候系統(tǒng)內(nèi)部同時(shí)存在多個(gè)周期，在軌道尺度上疊加了其他時(shí)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(dá)到23年，通過巖性掃描圖片可以看出，某些時(shí)段，例如DO1

5、4、DO16、17時(shí)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(dá)11a，通過功率譜分析，高于準(zhǔn)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(jù)。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(yīng)程度與歲差旋回有較好的對應(yīng)關(guān)系，說明太陽輻射對于西南地區(qū)氣候變化占主導(dǎo)地位。同時(shí)，QXL石筍δ18O對DO14、16、17的響應(yīng)比東亞季風(fēng)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(jié)研究發(fā)現(xiàn)，來自西南七星洞多數(shù)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(shí)，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(biāo)在石筍含量和對氣候變化的響應(yīng)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(yīng)振蕩幅度更大，可以利用這一點(diǎn)來探索氣候突變與環(huán)境