亞洲內陸作為全球重要的風塵釋放區，自新生代以來，在全球氣候變化和區域構造運動的雙重影響下，亞洲內陸的環境格局發生變化，保存在北太平洋的風塵沉積物記錄了亞洲內陸風塵源區古環境演化信息。已有研究普遍認為，北太平洋地區風塵通量越高，指示亞洲風塵源區越乾旱；但有研究指出風塵通量變化與源區乾旱化程度並非簡單的線性關係。
為深入探究北太平洋風塵記錄對亞洲風塵源區古環境演化的指示意義，中國科學院地質與地球物理所巖石圈演化國家重點實驗室古地磁與年代學學科組博士研究生張強在其導師、研究員劉青松的指導下，綜合研究北太平洋ODP Hole 885A巖心風塵沉積物。研究人員利用前期基於反鐵磁性礦物建立的風塵替代指標提取ODP Hole 885A巖心4.0Ma以來高精度和高解析度的風塵通量演化序列（圖1G），結果顯示，4.0Ma以來北太平洋地區風塵通量逐漸提高，尤其是北半球冰期加強期（intensification of Northern Hemisphere glaciation，iNHG，～2.75Ma）風塵通量快速增加；利用化學蝕變指數（CIA）和Rb/Sr評估4.0Ma以來巖心風塵沉積物的風化程度（圖1C-D），發現風塵通量的高低變化明顯受控於樣品的風化強度。隨iNHG事件前後沉積物樣品風化狀態從物理風化到化學風化轉變，ODP Hole 885A巖心的風塵通量顯著提升。基於此，研究提出亞洲風塵源區在iNHG事件前後的古環境演化模型（圖2）。
該模型顯示：iNHG事件前（圖2A），由於亞洲內陸冰川發育規模較小，冰川活動較弱，風塵源區得不到有效的冰雪融水和碎屑顆粒補給，源區以物理風化為主，化學風化過程受到抑制，導致細顆粒風塵物質的產生量偏低；iNHG事件後（圖2B），亞洲內陸高山冰川大規模發育，冰川活動增強，源區獲得大量冰雪融水和碎屑顆粒，促進化學風化過程，產生風塵顆粒。研究表明，北太平洋地區風塵通量的提高，指示源區參與化學風化與風塵產生過程中水分的增加，而非源區乾旱化程度進一步加深。新模型重新解釋海洋風塵記錄的古環境指示意義，為海洋風塵沉積研究提供新思路。
相關研究成果以Mechanism for enhanced eolian dust flux recorded in North Pacific Ocean sediments since 4.0 Ma：Aridity or humidity at dust source areas in the Asian interior?為題，發表在Geology上。
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圖1.ODP Hole 885A巖心風塵沉積記錄和風化指標
圖2.亞洲風塵源區iNHG事件前後古環境演化新模型
【來源：地質與地球物理研究所】
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