神农架40万年来石笋碳同位素轨道波动及与高纬冰量响应关系

晚第四纪以来地球气候系统最大的特色就是100ka冰期-间冰期旋回。因此，高纬冰量的消长被认为是全球表层气候系统的驱动机制。然而，东亚季风区石笋氧同位素研究结果显示了典型的20ka周期，与低纬岁差同步，显示了东亚季风与低纬太阳辐射的紧密联系。来自中国大陆季风区湖北神农架洞穴石笋δ13C具有显著的100ka冰期-间冰期旋回，与δ18O表现的20ka岁差周期明显不同。通过建立40万来具有高精度绝对定年的石笋δ13C时间序列，对比石笋δ13C与天文轨道100ka偏心率周期、高纬冰量、大气CO2浓度等指标的相位关系，分析石笋δ13C代表的大陆植被变化与太阳辐射、大气CO2浓度、高纬冰量的耦合关系。同时，对比石笋δ18O和δ13C在轨道尺度上表现的100ka和20ka周期的相位关系，探讨高低纬对东亚季风区不同气候代用指标的影响程度，澄清石笋δ18O的20ka周期是否为干净的岁差。

最近十几年来，东亚季风区石笋氧同位素研究为古气候研究带来了很多令人兴奋的结果，在轨道尺度上，石笋δ18O显示了完美的20ka 周期，与低纬岁差同步，揭示了东亚季风与低纬太阳辐射的紧密联系。然而，晚第四纪以来地球气候系统最大的特色却是我们熟知的100ka 冰期-间冰期旋回。高纬冰量的消长也长期被认为是全球表层气候系统的驱动机制。为澄清东亚季风区石笋氧同位素记录与冰量变化的不同特征，我们选择了来自中国大陆季风区湖北神农架洞穴石笋δ13C记录。通过40万年来的碳氧记录对比，我们发现石笋δ13C记录具有显著的100ka 冰期-间冰期旋回，与δ18O 表现的20ka 岁差周期明显不同。通过对比石笋δ13C 与天文轨道100ka 偏心率周期、高纬冰量、大气CO2 浓度等指标的相位关系，分析石笋δ13C 代表的大陆植被变化与太阳辐射、大气CO2 浓度、高纬冰量的耦合关系。同时，对比石笋δ18O 和δ13C 在轨道尺度上表现的100ka 和20ka 周期的相位关系，探讨高低纬对东亚季风区不同气候代用指标的影响程度，澄清石笋δ18O 的20ka 周期是否为干净的岁差。在项目执行期间我们重点进行了以下几点研究并取得了相应的研究成果。我们研究了具有年纹层分辨率的石笋记录，发现在季节尺度上，石笋碳同位素表现更为敏感，可以进一步探讨石笋碳氧同位素记录及其气候意义。在千年尺度，石笋氧同位素具有的区域性波动特征，在碳同位素记录并不明显，说明千年尺度的所谓弱季风事件，对大陆植被的影响不太显著。轨道尺度上，石笋碳同位素表现出明显的冰量周期，而氧同位素却表现出典型的岁差周期，进一步说明石笋氧碳同位素受不同气候因子的影响，为我们正确理解古气候变化规律及其驱动机制提供坚实的证据。