南京葫芦洞石笋生长速率及其气候意义讨论

一支连续发育4?000年纹层的末次盛冰期葫芦洞石笋的年际生长速率与高分辨率δ¹⁸O曲线对比分析表明,年际生长速率在不同时间尺度上对年均温和地表有效湿度的变化有着复杂的响应关系。对该洞内持续发育3~4万年的两支单体石笋实测了33个²³⁰Th年龄,其生长曲线显示MIS 2比MIS 3阶段平均生长速率增大了40%以上。以5000年为步长的同一洞穴17支石笋生长频率支持平均生长速率的研究结果,说明在轨道尺度上较大的石笋生长速率并不完全指示较暖湿的气候条件。作者认为,年际尺度的连续生长速率是决定石笋平均生长速率的关键因素。盛冰期条件下本区洞穴内外的温差效应导致了24~14ka B.P.年际尺度的石笋连续生长。     

倒数第三次冰消期亚洲季风气候可能的类Younger Dryas事件

对湖北省神农架两个高海拔洞穴(天鹅洞: 海拔1600 m; 永兴洞: 海拔1400 m)石笋实测了7个U-Th年龄、560个氧同位素以及年纹层厚度变化序列. 天鹅洞石笋十年际分辨率δ ¹⁸O曲线十分类似于江苏南京和贵州荔波石笋记录的波令暖期和新仙女木事件基本特征, 表明本区石笋δ ¹⁸O反映了区域性亚洲季风经向环流及其降水变化特征. 相距天鹅洞约70 km的永兴洞石笋高分辨率(平均30 a左右) δ ¹⁸O时间序列揭示了倒数第三次冰消期亚洲季风突变过程. 基于3个U-Th年龄和连续5000 a左右生长纹层计数结果, 在245±5 kaBP左右冰消期识别出一个千年级冷事件. 这一事件持续时间为1371±59 a, 并在74±4 a内快速向间冰期(MIS7e)突变, δ ¹⁸O的变幅达2.30‰, 相当于冰期/间冰期振幅的1/2强. 这些事件特征类似于亚洲季风区石笋δ ¹⁸O记录的新仙女木事件, 说明新仙女木事件不是末次冰消期的一次偶然事件, 很可能是第四纪冰盖、大尺度海洋/大气环流耦合作用的产物.     

黔西南雾露洞石笋记录的MIS 3晚期亚洲季风变化和南北极气候的联系

基于贵州雾露洞石笋(WU3)9个230 Th年龄和1 317个氧同位素数据,建立了39.1～29.2 kaBP平均分辨率为10a的亚洲夏季风强度变化序列,揭示了深海氧同位素3阶段(MIS3)晚期千年一百年尺度亚洲夏季风演变过程.雾露洞和葫芦洞石笋δ18O记录在重叠时段具有很好的重现性,表明石笋δ18O记录可反映大尺度区...     

南京葫芦洞石笋δ13C对冰期气候的复杂响应与诊断

文中重建了南京葫芦洞内距今75~10 ka期间7支石笋δ¹³C的时间变化序列, δ¹³C曲线在重叠时段均具有一致性波动形式. 在最后一个冰期/间冰期旋回, δ¹³C值变化幅度达6‰, 反映了C3/C4植被类型变化对δ¹³C的主控作用. 然而, 在末次冰期格陵兰冰心记录的DO暖事件时(千年尺度), δ¹³C与指示降水变化的δ¹⁸O呈反相关, 主要反映了快速渗水条件下洞穴岩溶水对土壤CO₂溶解量的降低. 据同期生长石笋δ¹³C和δ¹⁸O对比分析, 石笋碳同位素动力分馏程度与生长速率有关. 进一步研究发现, 本区末次冰消期植被类型变化滞后于降水变化约700年.     

南京葫芦洞石笋微量元素记录的末次冰消期气候变化

采用Avaatech型岩芯X射线荧光光谱扫描仪技术,对发育有连续3900年纹层(18.3～14.4ka B.P.时段)的南京葫芦洞YT石笋进行了Sr,Ba和Pb微量元素分析.选择Sr/Ca,Ba/Ca和Pb/Ca作为代用指标,研究了末次冰消期洞穴地点岩溶水文条件和气候变化特征.Ba/Ca和Pb/Ca值从大约17.5ka B.P.开始呈现出减小的趋势变化,而Sr/Ca呈现出在大约16.1ka B.P.发生转折的“V”型演化趋势.Sr/Ca反映了岩溶水在上覆围岩中的滞留时间(与夏季降水相关),而Ba/Ca和Pb/Ca指示了土壤及其基岩的本底值和淋滤作用强度.Sr/Ca比值与纹层厚度、δ13C记录在数百年-千年尺度上呈现一致的变化,共同指示了南京葫芦洞地点有效湿度的变化过程,与δ18O的对应性表明葫芦洞石笋δ18O可以指示当地季风降雨量的变化过程.此外,石笋Ba/Ca和Pb/Ca与格陵兰粉尘和Ca2+记录在长期趋势上呈现一致变化,表明该类元素比值主要反映与冬季风强度密切相关的粉尘活动强度变化.研究结果表明,东亚冬、夏季风对神秘期内发生的冰漂碎屑事件(H1a,16.1ka B.P.和H1b,17.5ka B.P.)具有不同的响应方式.Ba/Ca和Pb/Ca序列的功率谱分别呈现出66a、35a、23a、14a和61a、46a、22a、19a、17a、15a周期,说明北大西洋涛动和太阳活动影响着冬季风强度的高频变化.     

倒数第二次冰期晚期东亚季风气候演变的石笋δ18O记录

基于南京洞穴2支石笋的11个230Th年龄、658个氧碳同位素分析数据,建立了倒数第二次冰期晚期(155-128 kaBP)东亚季风高分辨率的气候演化序列。在岁差尺度上,石笋δ18O记录与65°N夏季太阳辐射量曲线变化基本一致,说明北纬夏季太阳辐射对该地区气候演变起宏观调控作用。石笋δ18O变化曲线千年尺度上显示了8个明显的峰谷变化,δ18O值平均变幅约为1.5‰,平均频率在2 ka左右,十分类似于末次冰期东亚季风Dans-gaard-Oeschger旋回,说明东亚季风气候在末次冰期的千年级不稳定波动也可能存在于更久远的冰期过程中,冰期气候的不稳定性很可能是第四纪冰盖、大尺度海洋/大气环流共同作用的结果。