中晚全新世东亚季风演化与突变的神农架石笋记录

摘要

全新世是第四纪冰期-间冰期循环中最近的一个间冰期，这一时期的气候演变和突变事件与人类文明的发展关系密切。因此对全新世特别是中晚全新世气候突变规律和成因机制的研究不仅具有重要的理论意义，而且具有鲜明的现实意义。
　　本文基于湖北神农架永兴洞3支石笋样品19个U/Th年龄，1683个氧碳同位素数据，建立了永兴洞氧碳同位素序列，并结合石笋岩相学，恢复了神农架地区中晚全新世629-6972yr BP时段的气候变化序列，该序列最大振幅3.5‰，远大于董哥洞的DA记录，表明了永兴洞石笋敏感地响应了当地的气候变化。该序列从整体趋势上和北半球65°N太阳辐射变化一致，反映了北半球夏季太阳辐射能量变化对该地区的气候变化调控作用。在永兴洞石笋近7000年的δ18O记录中，发现4个明显δ18O正向漂移时段(1200yr BP，3000yr BP，4200yr BP，5800yrBP)，与北大西洋记录中的4次冰漂碎屑事件一一对应，这说明千年尺度的北大西洋气候与永兴洞氧同位素记录的东亚季风千年事件密切相关。功率谱分析发现中晚全新世季风变化具有200年devrise周期、80年Gleissberg周期、准70年周期、53年周期等明显周期成分，表明太阳活动在十年-百年尺度上强烈影响了季风变化。
　　在永兴洞石笋δ18O记录的中晚全新世4次弱季风事件中，发生在3000yr BP左右的季风事件最显著，即“3000yr BP弱季风事件”。本文通过YX37确定了事件的起始时间，为3005yr BP，另外通过具有YX57的纹层年代学以及同位素分析，对“3000yr BP弱季风事件”进行了内部结构的剖析，该事件的持续时间为179±7年，这一事件在永兴洞记录中呈现的是季风的快速减弱后缓慢增强的结构。通过分析永兴洞记录，发现“3000yr BP弱季风事件”作为中晚全新世的一个显著百年尺度事件可能是主要是由于太阳活动驱动以及海洋的正反馈作用引起的。这一时期的气候异常可能是过去五千年中国气候变化过程中最显著的一次突变，季风减弱，雨带南移，导致中原地区旱涝灾害空前增加，极端事件频发导致农业减产，在一定程度上影响着当时的文明发展。

目录

声明

摘要

第1章 前言

1．1 国内外研究现状及选题意义

1．2 研究方法、技术路线

第2章 研究区域及研究材料

2．1 区域环境

2．2 石笋材料

第3章 永兴洞石笋时标的建立

3．1 石笋U／Th定年结果及精确度评价

3．2 石笋时标的建立

3．2．1 年层法

3．2．2 内插法

第4章 石笋氧同位素记录

4．1 石笋δ18O气候意义

4．1．1 YX92石笋δ18O记录

4．1．2 YX92石笋δ18O记录与器测记录的对比

4．2 YX37石笋氧同位素序列

4．2．1 氧碳同位素样品的采集与测试

4．2．2 氧同位素的平衡分流检验

4．2．3 复合时标的建立以及年龄误差分析

4．2．4 神农架永兴洞中晚全新世气候的氧同位素记录

4．3 气候的成因机制

4．3．1 与北大西洋记录对比

4．3．2 与湖泊记录对比

4．3．3 周期分析

第5章 “3000yr BP弱季风事件”内部结构解析

5．1 “3000yr BP弱季风事件”的研究进展

5．2 永兴洞“3000yr BP弱季风事件”记录

5．3 “3000yr BP弱季风事件”的响应机制

5．4 “3000yr BP弱季风事件”与人类发展的关系

结论与展望

参考文献

致谢