上新世-更新世东亚低纬区的风化历史及其对全球碳循环的影响

轨道驱动下大洋碳储库长周期变化的发现被认为是对米兰科维奇轨道驱动理论的直接挑战。但是，大洋碳储库如何通过热带过程如低纬风化和季风等作用直接响应轨道驱动仍属未解之迷，因此深入揭示低纬区长期风化作用的周期性及其与全球碳循环的可能联系，是进一步检验和发展大洋碳循环和热带驱动理论的关键。本项目以南海南部ODP1143站和西菲律宾海中法合作所取的MD3050孔长柱状高质量岩芯为研究材料，以地球化学（常微量元素、锶同位素87Sr/86Sr比值、有机碳含量）、矿物学（粘土矿物、全岩矿物）、沉积学（粒度和物质堆积速率）综合分析为技术手段，重建上新世-更新世东亚低纬区风化（硅酸盐化学风化和物理风化导致的有机碳埋藏）的轨道尺度演化过程并揭示其与天文驱动、全球碳循环之间的可能联系。

探索地球固体形变、大陆侵蚀和风化、气候和大气CO2浓度变化之间的交互作用对于我们理解新生代全球变冷的控制机制至为关键。相对于目前古气候和大气CO2浓度演变的研究进展，喜马拉雅和青藏高原地区在新生代的长期硅酸盐风化历史仍然不清楚。我们重建了目前亚洲地区分辨率最高(~4.0 ka)的过去五百万年连续粘土矿物记录，结合其他元素和同位素地球化学指标，并整合分析了孟加拉扇、南海南部和北部、长江口和黄河口三角洲、黄土高原、天山北部的沉积记录，重建了亚洲大陆五百万年以来的长期硅酸盐风化历史。发现整个环喜马拉雅-青藏高原地区晚上新世以来化学风化强度整体减弱，结合现代大河资料，提出温度而非降水控制了亚洲硅酸盐风化程度的长期变化。但硅酸盐风化速率并不耦合于风化强度，而耦合于物理侵蚀速率。我们提出高原在晚上新世的进一步隆升通过构造活动和隆升驱动的加强的季风降水的双重作用增强了亚洲大陆物理侵蚀和化学风化速率。这一过程导致了大气CO2浓度的降低并最终触发了第四纪北极大冰期的开始。因此，我们的工作支持Raymo隆升-风化假说，而Walker风化负反馈假说在构造活动的“非常态”下可能需要修正。该项目资助的部分相关研究成果已经发表在国际刊物如Geophysical Research Letters、Palaeogeography Palaeoclimatology Palaeoecology、Earth-Science Reviews等。