地球環境所揭示中亞伊犁盆地黃土記錄的全新世溼度變化

2020-12-14 中國科學院

地球環境所揭示中亞伊犁盆地黃土記錄的全新世溼度變化

2020-09-09 地球環境研究所

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　　中亞地區全新世乾濕變化是古氣候學具有爭議性的前沿科學問題。在全新世亞軌道（指多千年）尺度上，來自中亞石筍、湖泊、黃土等載體的乾濕變化結果，有的顯示與亞洲季風區同步，也有的呈反向變化，制約對其動力學機制上的理解。近年來，基於湖泊、黃土等記錄的結果，大體支持中亞核心區全新世以來持續變溼。相比湖泊而言，黃土記錄有限，具有高精度年代標尺的全新世黃土記錄仍有待補充。

　　近日，中國科學院地球環境研究所科研人員在中亞伊犁盆地半乾旱區選取塔勒德（TLD）、肖爾布拉克（XEB）和昭蘇（ZS）三個全新世黃土剖面，開展高密度（10cm間距）石英OSL測年和古氣候替代性指標磁化率、粒度和色度測試（5cm間距），揭示全新世伊犁盆地半乾旱區溼度(有效水分)變化，並探討其可能的動力學機制。高解析度石英OSL年代指示三個剖面全新世黃土沉積在千年尺度上基本連續和平均沉積速率的一致性，所有剖面地層、磁化率、色度和平均粒徑均表現出一致的變化趨勢（圖1）。地層巖性變化揭示全新世以來逐漸增強的成壤作用，並得到磁化率和色度數據的進一步證實，即磁化率均表現增強趨勢，亮度呈現減小趨勢。全新世以來，平均粒徑則逐漸減小，研究人員認為其反映了源區（盆地西部沙漠和伊犁河谷）溼度的逐漸增加，進而導致植被蓋度增加和粉塵活躍度降低。三個剖面多指標系統指示伊犁盆地半乾旱區全新世以來溼度逐漸增大的趨勢（圖2），支持了在中亞核心區乾旱/半乾旱區全新世以來持續變溼的觀點。進一步動力學機制分析認為，雖然來自印度季風或北半球西風等的降雨或是中亞地區乾濕變化的基礎，但是由於中亞地區乾旱/半乾旱區蒸發與降水作用的差別，全新世以來持續降低的夏季太陽輻射和溫度帶來的蒸發作用的減弱可能對伊犁盆地半乾旱區的溼度變化起到更重要的作用（圖2）。

　　研究工作得到科技部重點研發專項、國家自然科學基金、中科院戰略性先導科技專項、中科院青年創新促進會、第二次青藏高原綜合科學考察研究專項，以及黃土與第四紀國家重點實驗室的資助，該研究是地球環境所「一帶一路」計劃的系列研究成果。相關研究成果發表在Quaternary Science Reviews上，副研究員康樹剛為論文的第一作者和通訊作者。

　　論文連結 

圖1.中亞伊犁盆地塔勒德（TLD）、肖爾布拉克（XEB）和昭蘇（ZS）全新世黃土的石英OSL年代、磁化率、平均粒徑、色度和粒度頻率分布

圖2.中亞伊犁盆地黃土記錄的溼度(有效水分)變化與鄰區其他結果及動力學記錄的對比


　　中亞地區全新世乾濕變化是古氣候學具有爭議性的前沿科學問題。在全新世亞軌道（指多千年）尺度上，來自中亞石筍、湖泊、黃土等載體的乾濕變化結果，有的顯示與亞洲季風區同步，也有的呈反向變化，制約對其動力學機制上的理解。近年來，基於湖泊、黃土等記錄的結果，大體支持中亞核心區全新世以來持續變溼。相比湖泊而言，黃土記錄有限，具有高精度年代標尺的全新世黃土記錄仍有待補充。
　　近日，中國科學院地球環境研究所科研人員在中亞伊犁盆地半乾旱區選取塔勒德（TLD）、肖爾布拉克（XEB）和昭蘇（ZS）三個全新世黃土剖面，開展高密度（10cm間距）石英OSL測年和古氣候替代性指標磁化率、粒度和色度測試（5cm間距），揭示全新世伊犁盆地半乾旱區溼度(有效水分)變化，並探討其可能的動力學機制。高解析度石英OSL年代指示三個剖面全新世黃土沉積在千年尺度上基本連續和平均沉積速率的一致性，所有剖面地層、磁化率、色度和平均粒徑均表現出一致的變化趨勢（圖1）。地層巖性變化揭示全新世以來逐漸增強的成壤作用，並得到磁化率和色度數據的進一步證實，即磁化率均表現增強趨勢，亮度呈現減小趨勢。全新世以來，平均粒徑則逐漸減小，研究人員認為其反映了源區（盆地西部沙漠和伊犁河谷）溼度的逐漸增加，進而導致植被蓋度增加和粉塵活躍度降低。三個剖面多指標系統指示伊犁盆地半乾旱區全新世以來溼度逐漸增大的趨勢（圖2），支持了在中亞核心區乾旱/半乾旱區全新世以來持續變溼的觀點。進一步動力學機制分析認為，雖然來自印度季風或北半球西風等的降雨或是中亞地區乾濕變化的基礎，但是由於中亞地區乾旱/半乾旱區蒸發與降水作用的差別，全新世以來持續降低的夏季太陽輻射和溫度帶來的蒸發作用的減弱可能對伊犁盆地半乾旱區的溼度變化起到更重要的作用（圖2）。
　　研究工作得到科技部重點研發專項、國家自然科學基金、中科院戰略性先導科技專項、中科院青年創新促進會、第二次青藏高原綜合科學考察研究專項，以及黃土與第四紀國家重點實驗室的資助，該研究是地球環境所「一帶一路」計劃的系列研究成果。相關研究成果發表在Quaternary Science Reviews上，副研究員康樹剛為論文的第一作者和通訊作者。
　　論文連結 
　　圖1.中亞伊犁盆地塔勒德（TLD）、肖爾布拉克（XEB）和昭蘇（ZS）全新世黃土的石英OSL年代、磁化率、平均粒徑、色度和粒度頻率分布
　　圖2.中亞伊犁盆地黃土記錄的溼度(有效水分)變化與鄰區其他結果及動力學記錄的對比
　　

列印 責任編輯：侯茜

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