冰芯和海洋沉積記錄了冰期時段顯著的氣候快速變化，然而，在溫暖間冰期氣候突變的特征和演化鮮有報道。探究過去溫暖期氣候突變的特征和機理，是預估未來變化趨勢和應對極端氣候事件的重要前提。而渭河盆地鉆孔揭示的更新世間冰期季風氣候快速變化，為理解全球變暖引發的極端事件頻發提供了歷史相似型的理解。
近日，中國科學院地球環境研究所黃土與氣候變化研究團隊，聯合比利時、美國、瑞士、澳大利亞等多國學者，在受東亞季風影響顯著的渭河盆地，通過環境鉆探獲取了512米高質量鉆孔巖芯，開展了磁性地層、沉積環境、古氣候變化等方面研究，旨在高分辨率重建更新世亞軌道-千年尺度東亞季風變化歷史。
研究成果近日發表在《美國科學院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America)。
渭河盆地戶縣鉆孔位置示意圖。
該巖芯古地磁結果記錄了布容/松山極性轉換界限，Jaramillo和Olduvai極性亞時，巖心底部年齡約1.95 Ma；粒度參數變化表明對湖平面波動響應敏感的平均粒徑和細顆粒組分含量，均表現出顯著冰期-間冰期至千年尺度變化特征；沉積積相分析顯示，鉆孔頂部25米為次生黃土，下部為濱-淺湖和三角洲前緣的交互相沉積。
戶縣鉆孔的巖芯照片、古地磁結果及粒度變化。圖片均由論文作者提供
論文作者們在戶縣鉆孔粘土含量變化反應了季風降水影響的湖面波動，表現出具有顯著的亞軌道和千年尺度波動。類似的半歲差信號在東亞其它湖泊記錄中均有顯示，但1/4歲差和千年尺度波動在戶縣巖芯記錄中更為清晰。間冰期季風氣候表現出顯著的不穩定性特征，與兩半球低緯夏季風太陽輻射極大值驅動相關，顯著不同于北大西洋深海沉積記錄的氣候突變事件冰期加劇。
他們的模擬數值模擬結果表明，間冰期半歲差尺度季風氣候變率與兩半球低緯地區夏季太陽輻射極大值密切相關，北半部球夏季輻射直接影響海陸熱力差異加強夏季風，而南半球夏季輻射則通過影響跨赤道的潛熱和水汽輸送增強夏季風。但1/4歲差和千年尺度的季風變率，尚無法直接同低緯動力過程直接相連。
這項研究結果表明：渭河盆地高分辨率的地質記錄，為預測未來更為頻發的極端氣候事件提供了重要線索；深海氧同位素階段11和全新世(MIS1)的氣候變化對比表明，即使沒有人類活動和溫室氣候排放影響，當前溫暖期至少還會持續1.2萬年，但季風強度將在2千年后顯著減弱，伴隨著極端干旱事件發生。
這項研究工作得到國家自然科學基金委重大項目(42494910)、深地國家科技重大專項(2024ZD1001003)、國際大陸科學鉆探計劃(ICDP)、嶗山實驗室CREST項目(LSKJ202203300)和比利時科學研究基金(T.0246.23和T.W019.23)的共同資助。
文章相關信息：https://doi.org/10.12262/IEECAS.EAPSD2025003
本文鏈接：地球環境研究所揭示間冰期季風氣候的不穩定性http://m.sq15.cn/show-11-21551-0.html
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