龙腑宫洞石笋记录的MIS3晚期至早全新世亚洲季风突变事件

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对末次冰期气候的不稳定性以及发生的气候突变事件的研究,有助于我们深刻认识气候变化规律,进而用于预测未来气候环境。本文基于湖北省神农架地区龙腑宫洞两支石笋(编号:LFG20,LFG21)的35个高精度U/Th年龄、2294组氧碳同位素数据,建立了深海氧同位素三阶段(MIS3)晚期至早全新世时期的亚洲季风演化序列。龙腑宫洞石笋序列覆盖时间段28.2~7.2ka B.P.,其δ18O值在-10.3‰~-6.0‰范围内变化,波动幅度较小。两支石笋δ18O记录与葫芦洞δ18O石笋记录在整体的演化趋势、突变事件的描述上具有较好的一致性,在轨道尺度上符合太阳辐射变化曲线。且在MIS3晚期至盛冰期这一重叠时段,重现性较好,进一步确保了实验数据的真实可靠,适用于古气候重建工作。MIS3晚期至盛冰期气候由相对暖湿的气候状态转变为异常寒冷的气候状态,该时间段的石笋δ18O功率谱数据分析显示,存在 133a、116a、79a、73a、69a、42a、38a、37a、28a、25a、20a 的周期,指示可能与太阳活动有关。在H1事件内部显示存在两次季风快速减弱事件,可能对应H1冰阶内部的两次冰漂碎屑峰事件(H1b、H1a),与其他石笋记录的结果较为一致。在H1冰阶开始阶段(约17ka B.P.),ITCZ南移,东亚季风减弱。在约1 5.6ka B.P.时东亚季风又存在一次明显的快速减弱,持续时间约为80a,可能是由于北大西洋冰盖扩展,导致ITCZ进一步南移所引起。同时,该事件的发生与美国西南部大湖盆由“大干旱”向“大湿润”的转型相对应。龙腑宫洞石笋记录显示在YD事件发生时,开始阶段东亚夏季风逐步减弱,内部发生多次强弱波动,在结束阶段快速增强的特征。其中,在约11.71ka B.P.氧碳同位素均明显正偏,δ18O值从-8.6‰快速正偏至-7.9‰,δ13C值从-7.4‰快速正偏至-6.0‰,显示在YD事件内部发生有百年尺度的季风减弱事件,持续时间约为200a。通过对比发现,这些特征与石笋δ18O记录H1事件的内部结构和转型特征十分相似,暗示两者很可能受到同一驱动机制的影响。高低纬地质资料的对比与波谱分析显示,YD内部百年尺度季风突变事件可能与热带大洋水汽输送变化导致的亚洲季风区水文循环异常以及太阳活动密切相关。
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