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首頁 > 期刊 > 地球化學 > 石筍記錄的百年尺度水文、土壤過程及其與太陽活動的關系 【正文】

石筍記錄的百年尺度水文、土壤過程及其與太陽活動的關系

作者:劉樹雙; 方一帆; 劉殿兵 南京師范大學地理科學學院; 江蘇南京210023

摘要:基于黔西南霧露洞高分辨率石筍同位素記錄,重建了62.0~58.2 ka BP 和20.9~15.5 ka BP 期間亞洲夏季風水文歷史和洞穴巖溶環境變化過程。兩支石筍(Wu58 和Wu60)實測16 個230Th 年齡和966 組氧、碳同位素數據。結果顯示,深海氧同位素3 階段(MIS 3)早期和2 階段(MIS 2)期間,千年尺度δ^18O 變化非常顯著,而δ^13C 則在穩定的背景值下,呈百年尺度波動。去趨勢發現,δ^18O 指示的百年尺度弱季風事件與δ13C 指示的土壤CO2產率衰減過程變化一致。兩組同位素變化呈相似的百年尺度波動,共同周期約300 a,說明本區域土壤CO2產率變化與百年尺度亞洲夏季風變化密切相關。在變化幅度上,δ^13C 的振幅遠大于δ18O (約1.5~3.5 倍),表明碳同位素變化對于氣候響應具有放大效應,或者δ^13C 與δ^18O 變化具有不同的地球化學行為。通過與大氣14C、冰芯10Be 記錄對比,發現百年尺度季風強弱及巖溶過程變化與太陽活動指標具有相似性,說明太陽活動對百年尺度季風強弱和土壤CO2產率起到主控作用。可能的途徑是,太陽活動通過海-陸熱力差,影響夏季風強度和當地土壤濕度水平,并經生態效應進一步放大。然而,在百年尺度上,δ^18O 振幅僅為0.4‰,遠小于千年尺度變化(1.5‰)。因此,千年尺度亞洲夏季風突變的誘發因子可能不直接受控于太陽活動,需要其他驅動因素或者氣候系統內部放大機制來解釋。

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