高分辨率石筍記錄的三峽庫(kù)區(qū)過去500年氣候變化研究.pdf

1、對(duì)過去1千年以來全球氣候變化進(jìn)行研究，是國(guó)際過去全球變化研究計(jì)劃(PAGES)最重要內(nèi)容之一。重建近千年間高分辨率氣候記錄，對(duì)于認(rèn)識(shí)氣候系統(tǒng)演化規(guī)律、應(yīng)對(duì)當(dāng)前日益嚴(yán)重的氣候和環(huán)境問題、預(yù)測(cè)未來氣候變化具有十分重要的意義。小冰期是近千年以來重要的氣候變化事件，對(duì)人類社會(huì)和歷史產(chǎn)生了重要影響。目前由于缺乏高分辨率和精確定年的氣候記錄，關(guān)于這一氣候變化事件的起止時(shí)間、內(nèi)部結(jié)構(gòu)等特征還存在爭(zhēng)議，其氣候驅(qū)動(dòng)機(jī)制也尚未被完全認(rèn)識(shí)。相對(duì)于黃土、冰芯、

2、湖泊記錄等氣候代用指標(biāo)，洞穴石筍具有高分辨率、適于230Th精確定年、儲(chǔ)存氣候和環(huán)境信息完整等優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)成為當(dāng)前相關(guān)研究領(lǐng)域重要發(fā)展方向之一。
　　 本文以亞洲季風(fēng)顯著作用的長(zhǎng)江中上游地區(qū)重慶豐都為研究區(qū)域，利用豐都地區(qū)水鳴洞石筍NSM03的7個(gè)230Th測(cè)年數(shù)據(jù)和438個(gè)碳氧穩(wěn)定同位素?cái)?shù)據(jù)建立AD1250～1750期間高分辨率的石筍碳氧穩(wěn)定同位素時(shí)間序列，結(jié)合同屬于亞洲季風(fēng)區(qū)的其它洞穴石筍記錄，分析石筍碳氧同位素與小冰期氣候的

3、響應(yīng)關(guān)系，并以此分析小冰期的開始時(shí)間和討論小冰期內(nèi)部的氣候波動(dòng)變化;本文利用ICP-MS和ICP-OES分析測(cè)試石筍中微量元素含量的方法，將測(cè)得的石筍NSM03的89組共7種微量元素進(jìn)行含量分析和比值變化分析，嘗試討論各微量元素的影響機(jī)制以及它們的氣候意義;對(duì)石筍數(shù)據(jù)進(jìn)行功率譜分析和小波分析，簡(jiǎn)要討論小冰期形成的氣候機(jī)制。得出如下結(jié)論:
　　 (1)水鳴洞石筍NSM03高分辨率δ18O記錄顯示:水鳴洞所處的三峽庫(kù)區(qū)氣候變化與亞洲

4、季風(fēng)區(qū)內(nèi)其它地區(qū)氣候變化基本一致，本研究區(qū)域的小冰期開始于13世紀(jì)末到14世紀(jì)初;小冰期內(nèi)部季風(fēng)整體轉(zhuǎn)弱，降水減少，溫度降低;時(shí)值小冰期盛期的AD1400-1650季風(fēng)波動(dòng)頻繁，存在著短時(shí)間尺度的季風(fēng)加強(qiáng)和減弱事件，如16世紀(jì)中后期的季風(fēng)短暫增強(qiáng)時(shí)期，石筍δ18O出現(xiàn)偏輕趨勢(shì)，這一結(jié)果得到了波密-林芝地區(qū)樹輪記錄的驗(yàn)證。
　　 (2)水鳴洞石筍NSM03高分辨率石筍δ13C記錄顯示:水鳴洞石筍NSM03的δ13C通過記錄過去50

5、0年間三峽庫(kù)區(qū)植被變化信息間接指示了當(dāng)時(shí)的氣候環(huán)境變化，顯示小冰期的開始時(shí)間大約為AD1300，且其內(nèi)部存在明顯的季風(fēng)波動(dòng)，如發(fā)生在14世紀(jì)中期和16世紀(jì)末的季風(fēng)減弱時(shí)期“元末弱季風(fēng)時(shí)期”和“明末弱季風(fēng)時(shí)期”。石筍NSM03δ13C值變化趨勢(shì)和δ18O變化趨勢(shì)相似，進(jìn)一步證明了石筍氧同位素的氣候環(huán)境意義。
　　 (3)水鳴洞石筍NSM03的Ca、Mg、Ba、Sr、U、Ti、Mn7種元素分析結(jié)果顯示:石筍NSM03中Mg/Ca、S

6、r/Ba、Ba/Ca與U/Ca隨著亞洲季風(fēng)的變化，表現(xiàn)出相似的變化趨勢(shì)，亞洲季風(fēng)增強(qiáng)時(shí)，降雨增加，溫度升高，石筍中Mg、Sr、Ba、U含量減少;反之亦然。微量元素比值變化曲線與石筍碳氧穩(wěn)定同位素值變化曲線具有相似的變化趨勢(shì)，表明石筍NSM03中微量元素含量對(duì)外界氣候環(huán)境的變化也比較敏感，是研究小冰期氣候變化的良好信息載體。
　　 (4)石筍NSM03記錄的功率譜分析和小波分析結(jié)果表明:太陽活動(dòng)是小冰期氣候的主要驅(qū)動(dòng)機(jī)制，小冰期與