晚新生代大空间尺度上炭屑-古火记录与亚洲干旱-季风气候演化研究

The uplifts of the Tibetan Plateau and arid-monsoon climate system development are believed to be the most important geomorphologic and geographical features in the late Cenozoic Asia. During the past few decades, a series of proxies have been collected from the late Cenozoic sediments in different parts of Asia (e.g., Loess Plateau, Inner Asia, South Asian Monsoon and East Asian Monsoon regions) to investigate the arid-monsoon climate changes and driving forces behind them. However, there are still many unresolved questions that remain regarding paleoclimate changes and mechanisms. At present, providing stronger evidences and innovative ideas are still necessary. In nature, fire is an important part of the Earth system, which is tightly coupled with vegetation and climate. For a long time scale, e.g., 10×5-10×8 years, the wildfire is usually thought as the result of climate change before human fires. After fire, one special remnants-microcharcoals can be produced widely, spread into different sediments through atmosphere or water systems and finally buried. In this proposal, the Profile dating from 15.7-0 Ma in the Qaidam Basin of the Inner Asia, the International Ocean Discovery Program (IODP) Site U1433 core in the South China Sea, and the IODP Site U1457 core in the Arabian Sea with well-controlled ages will be selected as three ideal profiles to collect the microcharcoal data. Through analyzing the microcharcoals we will carefully evaluate the wildfire and paleoclimate history (such as trends, process and aberrances) in the different parts of Asia, to investigate their relationships with the long-term monsoon-arid climate changes and the driving forces behind them. We look forward to contributing a new process and opinion in the future.

晚新生代是青藏高原隆升和亚洲干旱-季风气候环境格局形成关键期，探讨该时期的古气候对理解构造-气候相互作用至关重要。在亚洲不同位置上(如亚洲内陆、东亚季风和印度季风)的指标记录无论在气候变化过程还是驱动机制探讨方面均还存在争议。寻找不同气候区域内，具有确切年代控制并与气候环境直接相关的指标进行综合对比十分关键。炭屑作为植物燃烧遗存，具有产量大、分布广、抗氧化能力强且易获取等优点，是古火研究的理想指标。在万年及更长时间尺度上，其频率/强度变化主要与气候环境相关，可以有效指示古气候的变化。本申请拟以前期工作为基础，重点开展亚洲内陆柴达木盆地15.7 Ma以来详细的古火-气候变化研究，并与同期沉积的两大典型季风区（IODP U1433和U1457孔）中等分辨率的炭屑记录相结合，理解大空间尺度上古火-气候演化过程和时空差异，捕捉重大事件，为揭示亚洲干旱-季风气候系统演化和驱动机制提供有力证据。

晚新生代是青藏高原隆升和亚洲干旱-季风气候环境格局向现代阶段演化的关键期，探讨该时期的古气候对理解“构造-气候相互作用”至关重要。但在亚洲不同位置上的指标记录无论在气候变化过程还是驱动机制探讨方面均还存在争议。寻找不同气候区域内与气候环境直接相关的指标进行综合对比十分关键。微体炭屑作为植物燃烧遗存，具有产量大、分布广、抗氧化能力强且易获取等优点，是古火研究的理想指标。本项目针对柴达木盆地晚新生代以来详细的古火-气候变化研究，并与同期两大典型季风区（IODP U1433和U1457孔）中等分辨率的炭屑记录相结合，为揭示亚洲干旱-季风气候系统演化和驱动机制提供有力证据。. 研究结果表明：（1）藏北柴达木和库木库里盆地中新世时期（18-5 Ma）的炭屑记录表明两个地区的野火可能主要发生在森林草原过渡带，尽管沉积环境不同，但中新世气候最佳期（MMCO，18-14 Ma）均表现为低值；随着全球冰量/温度降低，表现出持续增加的趋势（14-5 Ma）；体现了全球变化驱动为主、青藏高原构造驱动为辅的野火驱动机制；（2）IODP U1433孔中炭屑变化表明在环南海地区的陆地野火在早期（17 Ma）开始持续增加，到了后中期（8 Ma）开始波动增加，浓度和通量的增加可能指示了构造活动，而非夏季风等古气候的变化；（3）U1457孔（10-5.5 Ma）的炭屑浓度的增加表明火灾促进了印度河流域和印度半岛草原的扩张，而非季风降水的变化或全球变冷所导致；（4）伊犁盆地晚更新世（70 -0 ka）以来的两个黄土剖面炭屑记录的野火演化历史表明，野火趋势与太阳辐射造成的湿度的变化有关，该研究对理解长尺度的野外-气候变化的关系形成了重要的基础；（5）本项目创新完善了微体炭屑的统计标准与自动识别方法，并将其成功应用于黄土高原的晚第四纪剖面研究中。. 综上，项目通过炭屑记录揭示了晚新生代以来的古火演化历史主要与全球变冷有关，同时也受到一定程度青藏高原隆升的影响，为探讨中亚内陆干旱环境的演化及其驱动机制的探讨提供了可靠的野火代用指标。