长江中游洞穴石笋MIS11期气候亚阶划分及与南北半球气候对比研究

The Marine Isotope Stage 11 (MIS 11, ca 410 ka BP) has been considered a good analogue to the current Holocene climate change since their similarity in the long and warming period, intensively climate fluctuations and the orbital parameter during the last 500 ka. In this proposal, we will focus on two precisely dated stalagmite records from the Middle Yangtze Region during MIS11. Based on high resolution carbon, oxygen isotopes and trace element records from the two stalagmites, we will reconstruct the millennial to sub-millennial climate variability and optimize the scheme of lettered marine isotope substages during MIS11. Moreover, through extensive comparison with interhemispheric paleoclimate records, we can explore the climatic teleconnection between middle and high latitudes, and check the links between East Asian monsoon variability and Antarctic meltwater discharge events during MIS11, thus further improve our understanding to the global and regional climate changes.

MIS11被认为是过去500ka中最温暖且持续时间最长的间冰期，该时期内部有着剧烈的气候波动，而且与全新世轨道参数配置有着极高的相似性，因此被认为是全新世气候的最佳参照体。本项目通过对长江中游湖北豪猪子洞2支石笋的高精度定年和高分辨率的碳、氧同位素分析、原位微量元素分析，建立长江中游MIS11期高分辨率的陆相气候记录，通过精确的年代与高分辨率的氧同位素记录，划分MIS11期千年尺度气候变化旋回（11a,11b,11c,11d等气候亚阶），建立MIS11期陆相记录气候波动的亚阶段特征与细节，同时和南北半球气候记录对比，探索中纬地区气候与两极气候的遥相关，进一步揭示探讨东亚季风对南极融水事件的响应机制，从而为全面认识全球气候变化与区域气候特征提供参考.

MIS11与全新世在轨道参数配置和气候系统内部参数有着极高的相似性，因此被学术界认为是全新世气候的最佳参照体。MIS11时期是晚更新世发育最久，持续时间最长的间冰期，对其气候变化过程和特征的研究将有助于更好的理解目前及未来气候变化趋势。本项目对亚洲季风控制区的湖北恩施豪猪子洞HZZ-28石笋进行了高精度U-Th定年以及高分辨率的碳氧同位素和微量元素分析，重建了410 ka BP~350 ka BP时段的东亚干湿古气候演化序列，详细探讨了MIS11时期东亚夏季风轨道和千年尺度演化规律和控制机制。.（1）HZZ-28石笋氧同位素记录整体上与北纬65°夏季日照量变化一致，表明轨道尺度上东亚夏季风变化主要受岁差周期控制。细节上，HZZ-28号石笋δ18O记录（409-367 ka）内部包含3个亚阶段：其中，MIS11c（410-397ka），氧同位素显著负偏，对应于MIS11阶段北半球最强夏季日照量，东亚夏季风最强； MIS11b（398-390ka），氧同位素显著快速正偏，对应于夏季日照量的快速减弱，东亚夏季风显著减弱；MIS11a（390-365ka），伴随着北半球夏季日照量的升高，氧同位素逐渐负偏，东亚夏季风逐渐加强，但是其中包含6次显著的季风减弱时段。MIS11c和MIS11b时期，东亚季风演化主要受太阳轨道驱动，而MIS11a时期，随着北半球冰盖的逐渐扩张，千年尺度的气候变化非常显著，千年尺度的弱季风事件主要受冰盖融水主控。.（2）利用HZZ28石笋高分辨率δ13C记录和微量元素Sr/Ca， Mg/Ca记录，重建了MIS11时期长江中游干湿古气候演化序列。通过与黄土高原粒度和古降雨重建结果对比，发现MIS11c间冰期，中国北方最湿润，而长江中游相对相对干旱；MIS11b阶段长江中游最湿润，黄土高原呈现快速变干；MIS11a阶段，伴随北半球夏季日照量的逐渐升高和千年尺度的冰盖进退活动，长江中游整体上逐渐变干，千年尺度的弱季风时期快速变湿，同时期黄土记录显示出相反的变化过程。.在项目的资助下，项目成员通过豪猪洞石笋Sr-Mg-Ba/Ca和大九湖泥炭生物标志物记录，并综合其他区域古水文记录，结合古气候模拟，发现我国东部末次冰消期干湿古气候存在三极模态的空间变化，提出了西风激流相对于青藏高原位置的变化导致了我国东部季风区出现千年尺度干湿古气候的三极模态。