末次冰期以来气候变化中存在着一系列千年尺度气候突变事件，例如：Dansgaard-Oeschger（DO）振荡。DO振荡涵盖了格陵兰冰阶（Greenland Stadials,GSs）和格陵兰间冰阶（GreenlandInterstadials, GIs），其中一部分格陵兰冰阶内部对应着大西洋地区加剧变冷的时段，即海因里希冰阶（Heinrich Stadials）。研究这些气候突变事件的产生原因和机制对于深入理解地球气候系统的变化规律具有重要意义。 本研究以甘肃省武都万象洞、重庆羊口洞和印度Mawmluh洞的石笋为主要研究对象，结合南京葫芦洞石笋和南美Paraíso和Lapa Grande洞的石笋样品，利用高精度的铀-钍（U-Th）定年方法，建立了80kaBP（ka=kilo annum; BP=Before Present）部分气候突变事件的时间标尺。结合高分辨率的碳、氧稳定同位素分析，探讨这些突变事件的开始和结束时间以及内部变化特征，与全球不同区域的石笋和两极冰芯等记录对比分析，进一步理解气候突变事件的区域差异及其响应机制，深入地揭示末次冰期以来气候突变事件的动力学机制。具体成果包括： 1）明确提出了基于气候动力学的亚洲季风区石笋和格陵兰冰芯氧同位素的对比方案，即“突变点对比方案”，以此替代过去传统的“中值点”对比方案，这对全球气候事件精确对比具有重要意义。 2）利用羊口洞石笋YK7、YK02和万象洞石笋样品WX40C建立了71-79 ka BP高分辨率的气候记录。确定了HS-7a对应的亚洲海因里希阶段（Asian Heinrich Period，AHP-7a）开始和结束的精准年代：74.07 ± 0.2 ka BP和72.44 ± 0.2 ka BP，确定了HS-7b对应的亚洲海因里希阶段（AHP-7b）的开始和结束的精准年代：77.45 ± 0.2kaBP和75.87 ± 0.2kaBP。 3）对南美石笋样品PAR27涵盖的SAHP-4时段进行稳定同位素加密，为HS-4/AHP-4/SAHP-4对比分析提供关键数据，利用葫芦洞石笋MSD的数层数据提供了MSD记录的AHP-4的结束阶段变化趋势。利用印度Mawmluh洞石笋MAW13.6样品将AHP-3的结束时间控制在29.22 ± 0.08kaBP。 4）发现80kaBP的几次典型气候突变事件的总体变化趋势较为相似，结合先前的研究，其动力学机制为：在气候突变事件的开始阶段，主要由北半球高纬地区驱动为主，北半球高纬地区的气候突变更为迅速，亚洲石笋记录的亚洲季风变化较为缓慢，南极冰芯记录的南极温度也发生反相且缓慢的变化。这可能是由于大西洋径向翻转环流的强度变化，影响了热带地区。北大西洋的变冷会使得热带辐合带（ITCZ）向南移动，从而影响南美夏季风，同时，由于大洋向北输送的热量减少，南极升温。 本研究重点对80kaBP的几次典型突变事件提供了精准数据支撑，其中，HS-7a、HS-7b精准的年代可以为格陵兰冰芯GICC05modelex时序年老部分做以矫正，HS-3和HS-4的精确数据的确定则可以进一步对GICC05时序的矫正结果加以验证和补充。本研究得到的年代数据可以为晚第四纪年代框架的建立及千年尺度气候突变的动力学机制的深入剖析提供重要的数据支撑。 |
