黄土高原广泛分布的黄土-古土壤序列与海洋沉积、冰芯和石笋并列构成了国际第四纪古气候研究的四大支柱，是研究过去260万年以来亚洲气候演化历史与全球变化的宝贵材料。国内外学者在刚开展中国黄土研究时就已经注意到了黄土层L9和L15是整个第四纪黄土-古土壤序列中粒度最粗的层位，然而其与全球气候的联系仍然是尚未解决的重要科学问题。
中国科学院地球环境研究所敖红研究团队联合国内外专家，通过黄土高原粒度和磁化率记录重建了过去 160 万年的冬夏季风演化历史，并结合气候模拟，揭示了黄土层 L9 和 L15 的气候意义及其与北半球冰量的联系。磁化率记录显示 L9 和 L15 分别对应 90 和 125 万年前夏季风降雨较低的阶段（图 1a ）。粒度记录显示 L9 和 L15 具有极粗的粒度，是典型的粉砂层（图 1b ）。这种粒度极粗的黄土沉积反映了极强的冬季风和内陆源区的极端干旱环境。 L9 和 L15 反映的极端亚洲冰期气候与中更新世气候转型期北半球冰盖扩张和伴随的高纬度降温是同步的（图 1 ）。研究团队充分利用中国科学院地球环境研究所的古气候模拟平台，模拟了亚洲气候对北半球冰盖生长的响应。模拟结果表明，北半球冰盖生长确实可以减少亚洲的年均降雨，增强冬季风，减弱夏季风，加剧亚洲内陆干旱化，增加粉尘的排放和传输，进而导致黄土高原的黄土沉积和其粒度变粗（图 2 ）。这一研究进一步加强了我们对黄土沉积与全球气候联系的认识。
该研究以 “Northern hemisphere ice sheet expansion intensified Asian aridification and the winter monsoon across the mid-Pleistocene transition” 为题发表在 Nature 旗下地球与环境科学子刊 Communications Earth & Environment 。研究得到中国科学院 B 类先导专项、第二次青藏高原综合科学考察研究专项、国家自然科学基金委、崂山实验室科技创新项目等支持。
Ao, H., Rohling, E.J., Li, X.Z., Song, Y.G., Roberts, A.P., Han, Y.M., Poulsen, C.J., Jonell, T.N., Liebrand, D., Sun, Q., Li, X.X., Qiang, X.K., Zhang, P., Dekkers, M.J., 2023. Northern Hemisphere ice sheet expansion intensified Asian aridification and the winter monsoon across the mid-Pleistocene transition. Commun Earth Environ 4, 36, doi.org/10.1038/s43247-43023-00686-43249.
文章链接： https://doi.org/10.1038/s43247-023-00686-9.
图1 黄土高原磁化率和粒度记录与全球气候的对比。
图2 古气候模拟揭示的亚洲气候对北半球冰盖生长的响应。
热门跟贴