闽西仙云洞全新世石笋记录的季风演变特征及驱动机制研究

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全新世是末次冰期以来比较温暖时期,存在一系列全球性的百年-千年尺度的弱季风事件,但不同载体指示的弱季风事件又略有差异;全新世适宜期是全新世最温暖湿润时期,全新世适宜期问题也是全新世气候变化最具有争议所在。当前,我国关于全新世古气候记录的研究主要集中在我国西南、长江流域、北方地区,对于我国东南全新世具有绝对定年、高分辨率的古气候研究几乎为空白。因此,对我国东南全新世古气候记录进行研究,有助于我们更加深入的理解全新世气候变化。本文选择我国东南地区福建闽西仙云洞石笋(116°59’,25°33,)作为研究对象,通过U/Th定年、氧同位素测试(共测试了33个230Th年龄、671个氧同位素数据),从而重建闽西地区全新世东亚夏季风强度序列,深入探讨全新世适宜期问题及与我国其他区域的差异,分析影响全新世气候变化的驱动因子。主要得出以下结论:(1)通过高精度、绝对定年的石笋氧同位素重建了仙云洞全新世东亚夏季风记录,该记录显示仙云洞XYⅡ13全新世东亚夏季风的变化模式,包括三个阶段:夏季风较减弱时期(9.6~6.7kaB.P.),δ18O的平均值为-7.03‰,在7.1kaB.P.到达最大值(-6.29‰),叠加在该时期的弱季风为8.6kaB.P.,然而该时段却没有捕捉到~8.2ka B.P.事件。强夏季风时期(6.7~2.9kaB.P.),δ18O的平均值为-7.98‰,低于整个全新世时期(-7.24‰),表现为强东亚夏季风阶段,为全新世适宜期。该时段XYⅡ13石笋在东亚夏季风增强的基础上叠加了几次弱季风事件削弱了东亚夏季风的发展,分别为4.3~4.7kaB.P.、5.6kaB.P.弱季风事件。夏季风较弱时期(2.9~1.0kaB.P.),δ18O平均值为-7.28‰,δ180缓慢增加,表明东亚夏季风减弱的过程,该阶段弱季风事件为 1.6kaB.P.。(2)石笋XYⅡ 13δ18O记录峰值出现在6.7~3.0kaB.P.之间,是全新世最适宜期;在3.0kaB.P.左右δ18O值快速下降,之后δ18O值都保持在较高水平,说明东亚夏季风强度在3ka B.P.左右结束:该区域福州盆地的沉积物显示在4ka B.P.以来东亚季风减弱,气候转换为干冷时期。通过对比分析印度季风区、我国东南、长江流域、北方古气候记录显示,在轨道尺度上受印度季风影响的区域与长江流域的古气候记录变化趋势相同,其变化与北半球太阳辐射非常接近,表现为早全新夏季风较强-降水量较多,中全新世夏季风减弱-降水量减少,晚全新世夏季风较弱-降水量较少;我国东南部与北方区域古气候记录的变化更加接近,表现为早全新世夏季风减弱-降水量减少,中全新世夏季风增强-降水量增多,晚全新世夏季风较弱-降水量较少,但是这两个区域的古气候记录与北半球25°太阳辐射峰值差异很大。(3)在轨道驱动尺度上,早全新世石笋XYⅡ13受冰量边界条件影响,东亚夏季风强度减小,然而,中全新世以来东亚夏季风峰值与北半球太阳辐射峰值相差7ka左右。结合前人研究,早全新世(10~7kaB.P.)受哈德雷环流影响,印度夏季风增强,东亚夏季风减弱,中国中北部降水减少;中全新世(7~4kaB.P.)以来,哈德雷环流减弱,东亚夏季风增强,中国中北部降水增多。受古APO影响,中国东部异常降水呈现为“+-+”(positive-negative-positive)模式,负异常出现在长江流域和中国西南部,正异常出现在中国北部和南方。在厄尔尼诺事件期间,西太平洋副热带高压南移,导致江淮流域夏季降水偏多,华南和华北降水偏少。全新世以来西太平洋暖池温度不断升高,增强了暖池的对流活动,在5~4ka B.P.左右气候为最湿润状态,但是在4kaB.P.左右,东西热带太平洋温度差异突然变化为最小,暖池海域的对流活动减弱,我国北方和南方的夏季降水减弱。通过对比太阳黑子数和太阳总辐射度发现,东亚夏季风记录与太阳活动具有相关性,显示了 55a的太阳循环周期。通过前人的水汽轨迹分析,我们认为长江流域有可能会受到一定的印度季风的影响,而我国北方和东南受东亚夏季风影响较大。
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