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    末次冰期以來亞洲季風區大氣降塵來源及動態研究取得新進展

    發布時間:2020-12-22

    大氣中的沙塵不僅影響著大氣的物質組成,而且還是陸地和海洋生態系統的重要營養物質來源,并且影響著區域或全球的太陽輻射平衡,對地球系統的氣候變化過程及動力有重要的調節作用。對地質歷史時期,尤其是人類活動漸為頻繁的末次冰期以來的大氣降塵通量及其來源進行研究,將能為準確理解長時間尺度的大氣環流模式以及陸地生態系統對氣候變化的響應提供支撐。我國的西北干旱-半干旱區分布有大面積的戈壁沙漠,這些戈壁沙漠以及鄰近的黃土高原是東亞地區重要的沙塵來源。由于該地區受西風急流、印度洋夏季風和東亞夏季風的交互影響,因此加強該區域歷史時期風塵傳輸動態的研究及機理解析對于認識東亞氣候變化模式具有重要意義。但由于缺乏理想的、連續的高分辨率的載體材料,目前的相關研究仍然較少。  

    中國科學院地球化學研究所環境地球化學國家重點實驗室、中國科學院第四紀科學與全球變化卓越創新中心洪冰研究員課題組聯合國內外學者,利用越西泥炭高分辨率的主量元素、微量元素及稀土元素含量分析,對末次冰期以來橫斷山脈地區的降塵來源及其動態通量進行了深入研究。稀土元素配比的端元分析顯示,越西泥炭的降塵主要來源于中國西北地區的沙漠、黃土高原以及鄰近的青藏高原(圖1),其貢獻比例分別為45%、22% 33%,而位于印度的塔爾沙漠對橫斷山地區的降塵沒有明顯貢獻。   

      

     

    1. 越西泥炭和周邊可能風塵來源區的稀土元素的組成端元及稀土元素的配比模式對比  

    研究基于總稀土元素含量及Zr元素的含量,重建了末次冰期以來越西泥炭的總降塵通量和自然降塵通量。結果表明,降塵通量在老仙女木(Old Dryas)、新仙女木(Younger Dryas)和4.2千年等冷事件期間均表現為急劇的上升,說明中國西南地區的驟然變冷與北半球高緯度地區之間存在遙相關關系;與在冷事件期間相反,降塵通量在全新世氣候適宜期及B?lling-Aller?d等溫暖時期則處在較低水平且變化較為平穩(圖2)。其中,4.2千年事件期間的降塵通量波動最為劇烈,且與位于非洲的乞力馬扎羅和位于秘魯北部的Huascarán冰心記錄到的大規模降塵事件相吻合,表明中低緯度地區在這一時間段發生了大規模的干旱事件,這可能是導致這一區域的古老文明如阿卡德帝國(Akkadian Empire)覆滅的重要原因。  

      

     

    2. 越西泥炭的降塵通量與各氣候指標和其他地區降塵記錄的對比  

    該研究得到中國科學院戰略性先導專項(B類)“亞太多尺度氣候環境變化動力學”(專項編號:XDB40000000)、國家自然科學基金項目(441971113、41907288 41673119)以及中國科學院“西部之光”項目的資助。相關成果已發表在國際著名的第四紀科學學術期刊《Quaternary Science Reviews》上。  

    論文信息:Haijun Peng, Kunshan Bao*, Lingui Yuan, Masao Uchida, Cheng Cai, Yongxuan Zhu, Bing Hong*, Qian Guo, Hanwei Ding, Hu Yao, Yetang Hong. Abrupt climate variability since the last deglaciation based on a high-resolution peat dust deposition record from southwest China. Quaternary Science Reviews, 2020, 252: 106749. (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0277379120307113)  

    (洪冰課題組/供稿)  

        

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