末次间冰期东亚季风气候的神农架洞穴高分辨率记录

摘要

末次间冰期是距全新世最近的一个间冰期，二者具有相似的气候边界条件。探索末次间冰期气候的演变特征，探寻末次间冰期与全新世气候的异同，有助于探究自然条件下现代气候的演化规律与成因机制，从而能够更好地预测未来的气候变化。 本文的研究材料来自湖北省神农架永兴洞(石笋编号:YX108)。该石笋长1840mm，发育清晰连续的年纹层。基于YX108石笋6个U/Th绝对年龄、1700余条年纹层以及1837个氧碳同位素数据，首次重建了末次间冰期122.483～120.786kyBP的年分辨率气候演化时间序列。该氧碳同位素时间序列与65°N太阳辐射曲线变化趋势相一致，这表明该地区末次间冰期气候变化整体上受控于太阳辐射的变化。在百-十年际尺度上，石笋氧碳同位素曲线都记录了7个弱季风事件，这些弱季风事件与董哥洞石笋D3的氧同位素记录具有一一对应关系。在气候转型特征上，石笋碳同位素与氧同位素存在差异，碳同位素值的变化约滞后于氧同位素40～77年，碳同位素代表的植被变化响应但滞后气候变化。YX108的纹层厚度和灰度曲线也存在较好相关性，呈现出明显的峰对谷的特征，暗示二者具有相同的驱动机制。 进一步将神农架永兴洞(YX108)末次间冰期氧同位素记录与荔波董哥洞(石笋DA)全新世氧同位素记录进行对比，发现末次间冰期与全新世气候在总体变化趋势、氧同位素的平均值、振荡特征以及记录的弱季风事件上均存在很多相同的特征，但有一些不同。具体表现为:(1)总体趋势上，二者均表现为下降的趋势，但是很显然YX108的氧同位素变化趋势比DA的更为明显;(2)从氧同位素平均值来看，YX108氧同位素记录要比DA的记录偏负;(3)从振荡特征来看，末次间冰期YX108氧同位素和全新世DA氧同位素的高分辨率记录均表现为高频振荡的特征，但永兴洞的振荡频率更高;(4)两条曲线都存在较强的季风减弱事件，并且二者之间存在较好的对应关系。这些对比结果显示太阳辐射、甲烷等气候背景是影响间冰期气候变化差异的主要因子。 石笋YX108氧碳同位素曲线、纹层灰度曲线以及纹层厚度曲线的功率谱分析显示:该地区气候明显呈现与太阳活动周期相类似的周期成份（11～13和9、15～20、23～26、31～41、147、162和212年)，说明太阳活动是驱动末次间冰期百年-十尺度上气候变化的主控因素。

目录

声明

摘要

第1章 前言

1．1 国内外研究进展

1．1．1 末次间冰期气候变化

1．1．2 末次间冰期与全新世气候的对比

1．1．3 末次间冰期古气候定年方法

1．2 研究内容及技术路线

第2章 研究材料与方法

2．1 区域环境

2．2 洞穴概括和石笋材料

2．2．1 洞穴概括

2．2．2 石笋材料

2．3 研究方法

2．3．1 U／Th测年

2．3．2 年层法

2．3．3 氧碳同位素

2．3．4 纹层灰度测量

2．3．5 纹层厚度

第3章 永兴洞高分辨率高精度时标的建立

3．1 石笋YX108的U／Th绝对定年结果及精确度评价

3．2 石笋YX108的纹层计数

3．2．1 石笋YX108的年层性质

3．2．2 纹层的统计工作

3．2．3 纹层的统计结果

3．3 石笋YX108时标的建立

3．3．1 以122．464kyr作为时间标尺定点的依据

3．3．2 时标的建立方法

3．3．3 时标的评估

第4章 MIS 5e晚期百-十年尺度季风气候变化

4．1 石笋YX108氧同位素记录

4．1．1 氧同位素的气候意义

4．1．2 石笋YX108氧同位素Hendy检验

4．1．3 石笋YX108氧同位素的重复性检验

4．1．4 末次间冰期氧同位素记录的气候变化

4．2 石笋YX108碳同位素记录

4．2．1 碳同位素的气候意义

4．2．2 末次间冰期碳同位素记录的气候变化

4．2．3 石笋YX108碳同位素与氧同位素记录的对比

4．3 石笋纹层灰度和厚度记录

4．3．1 石笋灰度的气候意义

4．3．2 石笋厚度的气候意义

4．3．3 纹层灰度与厚度的对比

第5章 MIS 5e晚期东亚季风气候变化的成因机制

5．1 末次间冰期东亚季风气候与全新世气候的对比

5．2 石笋YX108多指标的周期分析

5．2．1 功率谱分析

5．2．2 讨论

结论与展望

参考文献

致谢