52–19kaBP时段基于葫芦洞石笋的高分辨率大气14C重建

The precise calibration of atmospheric 14C variability is a significant and challenge scientific goal not only for 14C chronology but also for global climate change. At present, the uncertainty on the 14C calibration remains large in particular between 52 and 25 kaBP. Under this proposal, precise 230Th dates will be obtained at an average resolution of 2mm (or equivalently ~150 years) from two stalagmites from Hulu Cave, Nanjing, China to establish their precise and absolute chronologies covering the time period between 52 and 19kaBP. Subsequently, high-precise 14C data will be obtained through an ultralow background AMS 14C technique. This will allow us to establish the history of the atmospheric14C variability between 52 and 19kaBP at high resolution and unprecedented precision.This will provide an in-depth comparison between the 14C variability and the existing oxygen isotope records from the same Hulu samples to probe the 14C variations in the context of global change. The study will yield a set of high-quality 14C calibration data for the first time from China, and potentially promote related researches in China up to the scientific frontier in the field.

精确确定过去5万年以来的大气14C浓度变化不仅对于14C年代学、而且对于全球变化而言都是一个重要而富有挑战性的科学问题。目前，大气14C浓度在52–25 kaBP时段中变化的不确定性尤为突出。本项目将通过对中国南京葫芦洞两支石笋平均2mm（或平均150年）分辨率的高精度230Th定年，在52–19 kaBP时段建立两支石笋的高精准度年代尺标；在此基础上进行超低本底AMS14C的精确测量，获得高分辨率的14C数据；从而建立52–19 kaBP时段的高分辨率和目前最高精度的的14C记录及14C年代校正曲线；进而精细对比已有的相同葫芦样品的氧同位素记录，并探讨过去大气14C变化规律及其与全球变化的关系。该项研究将填补国内14C年代校正研究的空白，并有望将我国在此领域的研究提升到国际最前沿。

利用葫芦洞两枝石笋样品14C/12C和230Th年龄的高分辨率精确测量，将石笋Δ14C记录拓展至过去5.4万年，涵盖了14C测年方法的较老的年龄范围，建立了过去5.4~2万年以来高精度的230Th年龄(日历年龄)控制的大气14C变化的记录, 具有里程碑意义。新的葫芦洞记录同时还大大提高了葫芦洞石笋δ18O的分辨率和230Th年代的精准度, 为全球气候变化研究提供了精准的过去5.4~2万年以来的年代学标尺。该研究结果成为Intcal-2020的最为关键的数据之一。特别是对于老于30 ka BP的时段，新葫芦洞Δ14C记录在一定程度上修正了IntCal-13曲线。进一步证实了Δ14C的千年尺度变化主要受地磁场控制，例如两次著名的古地磁变弱事件（Mono Lake Excursion和Laschamp Event）造成了Δ14C的异常高值。发现千年尺度气候变化（如H4事件）引起的碳循环变化也会显著影响Δ14C变化。提出25-11 ka BP期间Δ14C值长期减小的变化趋势很可能与海洋通风逐渐增强有关。