基于高精度高分辨率石笋记录的末次冰期亚洲夏季风变化精细对比研究

A series of abrupt climatic events on the centennial-millennial timescale, such as the Heinrich (H) and Dansgaard-Oeschger (D/O) events have been the most prominent characteristic of global climate changes during the Last Glacial Period (LGP). The timing of the onset and termination of these events has been taken as the essential “tie points” in the comprehensive reconstruction of global climate changes during the LGP, which is very important for the exploration of the correlation between different climatic systems. But the precise calibration of these events is still uncompleted because of the problems of dating methods and the nature of different geological archives.. In this proposal, stalagmites collected in Chongqing, China, with the concentration of 238U as high as ~10 ppm, will be used to yield high quality 230Th dating results. High precise chronology will be built based on the 230Th dating and annual-layer counting for the stalagmites. With the help of the Micro-mill drilling instrument and situ micro-zone elements analysis, high resolution records of Asian summer monsoon during the LGP will be reconstructed by the proxies of δ18O and Mg/Ca, Sr/Ca ratios. This work will contribute new reference to the chronology calibration for the global comparison of paleoclimate change during the LGP, via the completely contrastive study between our stalagmite inferred records of Asian summer monsoon and the others. Furthermore, the phase relationships and the patterns of climate change between the Asian summer monsoon and other regions will be studied thoroughly, and then the dynamic mechanism for the evolution of Asian Summer monsoon will be investigated.

末次冰期中以H和D/O事件为代表的一系列百年——千年时间尺度的气候突变事件的发生和终止时间，是精确建立该时期全球气候变化历史的重要参考点；也是进一步探讨全球各气候系统相互联系的基础。然而由于测年方法以及各地质记录本身的原因，导致对这些气候事件的精确标定尚需完善。. 本研究以重庆地区238U浓度高达10 ppm的石笋样品，获取高精度的U系年龄结果，结合石笋薄片的纹层计数，建立高精度的年代标尺；利用Micro-mill微区取样技术获取高分辨率的氧碳稳定同位素记录，结合微量元素微区原位分析测试，进行高分辨率的古气候重建。通过与其他记录的详细对比研究，为末次冰期期间古气候记录全球对比的年代标尺提供新的参考；深入研究亚洲夏季风变化与全球气候变化的相位关系和模式，进而探讨亚洲夏季风变化机理。

亚洲夏季风影响着全球一半人口的生产生活，亚洲夏季风变化及其与全球气候系统的联系和耦合，对于预测未来气候变化具有重要意义。一系列百年——千年尺度的气候突变事件对于深入研究亚洲夏季风演变历史，以及中高低纬度地区大气环流、海气耦合、全球气候变化等具有重要意义。以石笋放射性同位素方法获得的“绝对年龄”，结合纹层计数方法获得的相对年龄，为基于石笋多指标的古气候重建奠定了基础。. 本研究利用中国西南地区多个洞穴的高U含量石笋样品，获得了高精度的U系年代数据（误差<5‰, 2σ）,结合氧碳稳定同位素分析和微量元素测定，重建了末次冰期以来一系列的气候突变事件，对亚洲夏季风演化历史、对全球高低纬度气候耦合机制等用了新认识。同时结合洞穴监测，深入研究岩溶洞穴系统现代地球化学过程，为石笋中多指标的气候意义及其机理解释，提供了新的证据，有了一系列新的认识。. 主要的科学和结论发现如下：.(1) 提出亚洲季风区大气降水氧同位素的“伪雨量效应”。.(2) 提出对近代低U浓度石笋样品的年代矫正新规范。.(3) 观测证明与ENSO活动有关的水汽源地变化，影响亚洲季风区大气降水氧同位素变化。.(4) 亚洲夏季风变化模式在中国南北模式不一致，对于一系列气候事件，在北方表现出快速变化特征，而南方表现出相对缓慢的变化特征。.(5) 亚洲夏季风演化与南半球和低纬地区海气耦合密切相关，Heinrich事件的结束阶段发生的时间，早于北半球高纬度地区，而与南半球气候变化一致。. 以上研究获得了数千个原始的石笋氧碳稳定同位素数据和数百个U系年代数据，并将在重庆芙蓉洞的监测数据持续积累到16年，为末次冰期以来亚洲夏季风演化以及现代岩溶过程的监测对比研究提供了大量的新数据。所获得的数据和科学认识也对全球气候系统的精细对比具有重要参考价值。