雷州半岛玛珥湖沉积物释光测年研究与季风气候变化

Reconstruction of paleoclimate recorded by lacustrine sediments in southeast China at long time scale will be of great importance in revealing the spatial difference of climate change and the characteristics of East Asian Monsoon variations. Maar lakes in Leizhou Peninsula of southeast China, preserve a relatively complete record of climate and environment change, but lack of reliable age control. This program plans to take the chronology as point of penetration, and a detailed study of luminescence dating will be carried out on the cores of the dry maar lakes in Leizhou Peninsula. By comparing test and cross validation with AMS14C and Ar-Ar dating measurement, attempts to establish a high resolution and reliable luminescence chronology series of the lacustrine sediments since ~500 ka in this region. On this basis, combined with comprehensive analysis of climatic proxies and palaeoclimate simulations, attempts to reconstruct high resolution variation of monsoon precipitation in southeast China since ~500 ka. This may provide important support for analysis of the relationship between East Asian Monsoon in southeast China and high or low latitude process, as well as its possible driving mechanism.

我国东南地区长时间尺度湖泊沉积古气候记录，对于揭示气候变化的空间分异、东亚季风气候变化特征（如高、低纬地区对比）等具有重要意义。该地区玛珥湖沉积保存了相对较为完整的气候环境变化良好记录，但是缺少系统可靠的年代控制。申请项目拟从年代学入手，对雷州半岛干玛珥湖钻孔岩芯，开展详细的释光年代学研究，通过与AMS14C、火山灰Ar-Ar等测年方法对比测试和交叉验证，尝试建立该地区湖泊沉~500ka以来高分辨率的、可靠的释光年代序列。此基础上，结合气候代用指标和古气候模拟综合分析，尝试重建我国东南地区~500ka以来季风降水高分辨率的变化特征，进而分析低纬地区东亚季风气候变化与高、低纬过程的关系及其可能的驱动机制。

针对我国东南地区长时间湖泊沉积记录，缺少系统可靠的年代控制这一关键科学问题。项目从年代学入手，开展了不同沉积环境下湖泊钻孔沉积物系统的光释光（OSL）年代学研究，并与加速器质谱碳十四（AMS14C）测年结果、地磁场相对古强度（RPI）控制点等多种方法对比和交叉验证。通过本项目的执行，获得OSL和AMS14C独立年代370个，RPI控制点数据17个，累计获得10000余个多种季风气候指标数据。对不同沉积环境下OSL测年技术在湖泊钻孔沉积物定年中的适用性及可能的影响因素进行了综合评估。基于高密度OSL测年结果，获得了我国西北干旱区晚更新世以来古气候水变化过程，发现在轨道和亚轨道尺度上，东亚夏季风均可能对我国西北干旱区的水文变化过程有一定的影响。通过高密度的OSL、AMS14C独立年代和RPI控制点多种定年手段综合验证，获得了我国南方季风核心区~700ka以来气候变化千年尺度分辨率的时间序列，特别是重建了~250ka以来田洋玛珥湖沉积物高分辨率、多指标综合的季风降水时间序列。结果表明，~250ka以来区域有机碳同位素组成在冰期偏正（区域植被以C4植物为主）、间冰期偏负（区域植被以C3植物为主），具有万年-千年尺度的周期性变化。最近2个冰期-间冰期旋回以来，低纬地区东亚季风演化以显著的~21kyr岁差和~10kyr半岁差周期为主，表明夏季太阳辐射是控制低纬地区夏季风降水的主要因素，同时，季风雨带或热带辐合带（ITCZ）的季节性摆动对半岁差信号的产生具有重要的影响；而~100ka冰期旋回的信号较弱，可能受到海-气相互作用等系统内部反馈的调控。