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兰州大学研究人员在黄土钻探研究方面取得重要进展

2022-11-14 19:24

作为全球气候系统的重要组成部分，东亚季风环流不仅对东亚地区环境、经济和社会发展等具有重要影响，而且是研究全球变化和古季风演化的理想区域。因此，解译东亚季风演化历史及机制是广受关注的重要科学问题。其中，中晚第四纪东亚夏季风降水变化周期和驱动机制是古气候研究中的复杂问题。围绕黄土和石笋沉积虽已开展了众多研究，但关于主导周期问题至今仍未得到很好解决。如来自中国黄土高原的早期研究表明，东亚夏季风降水呈现显著的10万年偏心率周期，主要受高纬度冰量变化驱动；而中国季风区的石笋氧同位素证据则显示：东亚夏季风强弱变化则以2万年岁差为主导周期，表明太阳辐射变化驱动的低纬度水文过程变化是东亚夏季风变化的主控因素。
为解决上述科学问题，兰州大学西部环境教育部重点实验室聂军胜教授及合作者，在详细探讨已有黄土沉积轨道尺度古降水代用指标的优势和局限性基础上，创新性地提出黄土砂粒含量和对数磁化率分别是较为可靠的冰期和间冰期东亚夏季风降水的代用指标。在此基础上，团队利用位于季风三角顶点附近的兰州西津黄土钻孔岩芯（图1）重建了26万年以来东亚季风降水变化记录，通过周期分析首次从黄土高原记录中发现了主导的2万年干湿变化周期（图2），与石笋氧同位素记录结果具有类似性。这一结果为理解石笋和黄土记录的东亚夏季风变化主导周期不一致提供了一个潜在的解决方案，深化了对东亚夏季风强度变化历史和机制的认识。

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图1 中国黄土高原和兰州西津黄土钻孔位置

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图2 兰州西津黄土记录的东亚季风降水变化历史及与其他记录的对比
该成果以“Dominant precessional forcing of the East Asian summer monsoon since 260 ka”为题发表在《Geology》杂志，郭本泓博士后是论文第一作者，聂军胜教授是通讯作者，其他作者包括兰州大学潘保田教授和彭廷江副教授，中科院新疆生地所肖文交院士和青藏高原研究所方小敏研究员，以及瑞典乌普萨拉大学Thomas Stevens副教授和丹麦技术大学Jan-Pieter Buylaert研究员。该成果是由李吉均院士生前发起的“兰州黄土科学钻探”取得的又一重要进展。
责任编辑：黄璐

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