Based on TIMS U-series dating results and annual band counting method, an annual-resolution time scale from 17450 to 14420 aBP has been established for a stalagmite from the Hulu Cave at Tangshan, Nanjing. A high-reso...Based on TIMS U-series dating results and annual band counting method, an annual-resolution time scale from 17450 to 14420 aBP has been established for a stalagmite from the Hulu Cave at Tangshan, Nanjing. A high-resolution oxygen isotopic record reveals decadral-centural oscillations in air temperature in the East Asian monsoon climate area during the last glacial maximum. The most conspicuous feature in the oxygen isotopic record in the period is the particular cold event synchronized with the last Heinrich event (H1) in the northern Atlantic deep-sea records. This particular cold event, beginning at 16140 ± 100 aBP, shows a rapid cooling down with a magnitude of 7–8°C in air temperature within 36 years. Furthermore, δ18O record demonstrates that the event lasted 790 years with gradually warming tendency (10 cycles of air temperature oscillations) after the remarkable cooling down. We believed that this unique pattern of event recorded in the stalagmite δ8O might be controlled by various factors including changes of insolation at mid-latitude Northern Hemisphere, the southern extend of the last ice-rafted event in the North Atlantic and changes of the Equatorial Pacific sea surface temperature.展开更多
H2事件是发生于末次冰盛期的一次显著的气候突变事件,对理解千年气候事件和内部机制具有重要意义.然而,目前具有高精度和精确定年的H2事件气候记录依然很少,这在很大程度上限制了对H2事件起止时间、内部细节和触发机制的进一步研究.本...H2事件是发生于末次冰盛期的一次显著的气候突变事件,对理解千年气候事件和内部机制具有重要意义.然而,目前具有高精度和精确定年的H2事件气候记录依然很少,这在很大程度上限制了对H2事件起止时间、内部细节和触发机制的进一步研究.本研究基于印度东北部乞拉朋齐洞(Cherrapunji Cave)具有年纹层的石笋CHE-2 (总长940 mm)的21个U-Th年代、 2701条纹层的计数和259个δ18O数据,重建了25. 50~24. 76 ka B. P.和24. 38~22. 42 ka B. P.(99. 5~437. 0 mm样品段)期间石笋δ18O的高分辨率(24. 38~23. 08 ka B. P.时段平均分辨率8年,其他时段平均分辨率14年)、精确时间序列,刻画了印度东北部地区H2事件的结束过程和精细结构.研究表明,乞拉朋齐洞石笋记录的H2事件结束时段为 24. 280±0. 028~23. 436±0. 028 ka B. P.,共持续 844±3年,振幅约为1. 9‰,事件发生时间在误差范围内与东亚季风区石笋记录和格陵兰冰芯记录同步,在此期间,δ18O记录呈现了两次负偏过程(24. 28~24. 17 ka B. P.和23. 90~23. 44 ka B. P.)和一段相对稳定过程(24. 17~23. 90 ka B. P.),叠加了多个百年-十年际尺度的气候振荡.本研究得到的高分辨率δ18O精确时间序列对于改善气候模型和检验气候事件假说有一定意义.从亚洲季风区与高纬地区同时段H2事件记录的对比来看,其发生机制可能主要包括以下几个方面: 1)淡水注入北大西洋导致AMOC减弱,北高纬温度降低,推动ITCZ南移;北高纬温度变化的信号通过西风带和蒙古冷高压传递到亚洲季风区,从而影响亚洲夏季风;2)H2事件结束过程可能受到南极缓慢变暖的影响;3)低纬和青藏高原的变化也可能对H2事件产生复杂的影响.这些依然有待更多的高分辨率记录和气候模拟结果的进一步验证.展开更多
末次冰期千年尺度亚洲季风事件与南北高纬度气候变化的关联一直是第四纪古气候领域中的热点问题.本文基于湖北省落水洞长830 mm的LS23石笋15个230Th年龄和830个 δ^18O数据,重建了28.7~22.2 ka B.P.和87.0~82.9 ka B.P.两个时段内平均...末次冰期千年尺度亚洲季风事件与南北高纬度气候变化的关联一直是第四纪古气候领域中的热点问题.本文基于湖北省落水洞长830 mm的LS23石笋15个230Th年龄和830个 δ^18O数据,重建了28.7~22.2 ka B.P.和87.0~82.9 ka B.P.两个时段内平均分辨率分别为20 a和15 a的亚洲季风变化序列.石笋LS23记录的24.7~23.4 ka B.P.期间的千年尺度亚洲弱季风事件,对应于H2事件(Heinrich 2 Event)和南极暖事件2(Antarctic Isotope Maximum 2,简称AIM2事件).该弱季风事件在24.7~23.4 ka B.P.期间呈缓慢开始、缓慢结束的"V"型结构演化模式,与南极对应暖事件的转型特征基本一致,而与北高纬H2事件呈快速开始、 快速结束的"U"型结构明显不同,表明此时亚洲季风主要受到南高纬气候变化的影响.在84.9~84.8 ka B.P.期间,亚洲季风快速增强,对应于格陵兰冰芯记录的DO21事件(Dansgaard-Oeschger 21 Event)的开始阶段.特别重要的是,在石笋 δ^18O序列中识别出和格陵兰冰芯记录一致的PE事件(Precursor-type Peak Event),这是在南极温度变化中难以发现的,说明此时亚洲季风变化可能主要由北高纬触发.由此推断,末次冰期千年尺度亚洲季风事件与南、北高纬气候的联系受气候背景的影响,冰期(比如H2事件所处的MIS 2阶段(Marine Isotope Stage 2,深海同位素2阶段))季风强度变化主要受到南高纬温度的控制,而间冰期(比如DO21事件所处的MIS 5a阶段)主要受到北高纬的触发.展开更多
Heinrich 1事件(H1事件)是末次冰期一系列冰漂碎屑事件中最为突出的寒冷事件.本文基于闽西连城县仙云洞石笋(编号:XYⅣ-3)8个^(230)Th年龄和256个氧同位素结果,获得了16.8~15.2 ka BP期间平均分辨率达7 a的东亚夏季风演变序列.该石笋氧...Heinrich 1事件(H1事件)是末次冰期一系列冰漂碎屑事件中最为突出的寒冷事件.本文基于闽西连城县仙云洞石笋(编号:XYⅣ-3)8个^(230)Th年龄和256个氧同位素结果,获得了16.8~15.2 ka BP期间平均分辨率达7 a的东亚夏季风演变序列.该石笋氧同位素记录最为显著的特征是在16.3~16.1 ka BP时段出现两个阶段的偏正过程,振幅达1.8‰,指示了一次显著的弱季风事件突变过程,对应于北大西洋显著的H1事件.与具有年层时标的南京葫芦洞和神农架青天洞石笋记录对比发现,尽管在定年误差范围内3个洞穴的石笋记录都捕捉到了H1事件的这次突变过程,但我国东南仙云洞记录的H1突变过程的时间(~260 a)明显比长江中下游的青天洞(18 a)和葫芦洞(19 a)长得多,表现出显著的差异响应.分析表明,在北半球突变事件诱发后,热带西太平洋的海气过程有可能是造成这种差异响应的原因.展开更多
基于湖北省神农架龙腑宫洞一支石笋(LFG21)7个U/Th年龄和461组氧、碳同位素数据,建立了末次冰消期12.42~10.53 ka B.P.平均分辨率达3 a的亚洲夏季风强度演化序列.LFG21石笋δ^(18)O详细记录了新仙女木事件(YD)期间的季风突变细节,揭示...基于湖北省神农架龙腑宫洞一支石笋(LFG21)7个U/Th年龄和461组氧、碳同位素数据,建立了末次冰消期12.42~10.53 ka B.P.平均分辨率达3 a的亚洲夏季风强度演化序列.LFG21石笋δ^(18)O详细记录了新仙女木事件(YD)期间的季风突变细节,揭示了YD事件内部的不稳定性.在YD事件结构特征和转型模式上,石笋记录与格陵兰冰芯δ^(18)O记录具有良好的一致性,支持北高纬驱动机制以及高低纬之间的气候联系.其中,在~11.71 ka B.P.氧、碳同位素明显正偏,δ^(18)O从-8.6‰快速正偏至-7.9‰,δ^(13)C从-7.4‰快速正偏至-6.0‰,指示YD内部存在百年尺度的弱季风事件,持续时间为~200 a.这些特征与南京葫芦洞石笋δ^(18)O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.通过高、低纬地质资料的对比研究和波谱分析,本文认为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.展开更多
千年尺度事件的结构特征和区域响应是理解和认识冰期气候变化及动力机制的关键.本文基于陕西汉中宁强县地洞河一支长417 mm石笋DDH1的11个U-Th年代和417个氧同位素(δ^18O)数据,重建了末次冰期(64.8~33.2 ka B.P.)亚洲季风演化历史.石笋...千年尺度事件的结构特征和区域响应是理解和认识冰期气候变化及动力机制的关键.本文基于陕西汉中宁强县地洞河一支长417 mm石笋DDH1的11个U-Th年代和417个氧同位素(δ^18O)数据,重建了末次冰期(64.8~33.2 ka B.P.)亚洲季风演化历史.石笋 δ^18O记录在64.7±0.2 ka B.P.和59.3±0.1 ka B.P.快速负偏,分别指示了DO18事件的开始和H6事件的结束.在DO18事件结束过程,石笋 δ^18O记录在64.0~60.4 ka B.P.持续正偏,振幅达2.9‰,反应季风逐渐减弱,但未出现明显转型阶段.其总体形态与大西洋Cariaco盆地岩芯反射率、南极冰芯的记录较为一致,但是不同于格陵兰冰芯的记录.因地洞河所处青藏高原、 秦岭叠加影响的区域,纬度和地形的双重影响使得其石笋 δ^18O记录较其他地区偏负,振荡幅度更大.因地形阻挡了高纬信号,使得低纬甚至南半球的信号突现出来,ITCZ的移动、南半球温度和水汽潜热的释放作用在这一区域尤为显著.展开更多
基金This study was supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 49972055).
文摘Based on TIMS U-series dating results and annual band counting method, an annual-resolution time scale from 17450 to 14420 aBP has been established for a stalagmite from the Hulu Cave at Tangshan, Nanjing. A high-resolution oxygen isotopic record reveals decadral-centural oscillations in air temperature in the East Asian monsoon climate area during the last glacial maximum. The most conspicuous feature in the oxygen isotopic record in the period is the particular cold event synchronized with the last Heinrich event (H1) in the northern Atlantic deep-sea records. This particular cold event, beginning at 16140 ± 100 aBP, shows a rapid cooling down with a magnitude of 7–8°C in air temperature within 36 years. Furthermore, δ18O record demonstrates that the event lasted 790 years with gradually warming tendency (10 cycles of air temperature oscillations) after the remarkable cooling down. We believed that this unique pattern of event recorded in the stalagmite δ8O might be controlled by various factors including changes of insolation at mid-latitude Northern Hemisphere, the southern extend of the last ice-rafted event in the North Atlantic and changes of the Equatorial Pacific sea surface temperature.
文摘H2事件是发生于末次冰盛期的一次显著的气候突变事件,对理解千年气候事件和内部机制具有重要意义.然而,目前具有高精度和精确定年的H2事件气候记录依然很少,这在很大程度上限制了对H2事件起止时间、内部细节和触发机制的进一步研究.本研究基于印度东北部乞拉朋齐洞(Cherrapunji Cave)具有年纹层的石笋CHE-2 (总长940 mm)的21个U-Th年代、 2701条纹层的计数和259个δ18O数据,重建了25. 50~24. 76 ka B. P.和24. 38~22. 42 ka B. P.(99. 5~437. 0 mm样品段)期间石笋δ18O的高分辨率(24. 38~23. 08 ka B. P.时段平均分辨率8年,其他时段平均分辨率14年)、精确时间序列,刻画了印度东北部地区H2事件的结束过程和精细结构.研究表明,乞拉朋齐洞石笋记录的H2事件结束时段为 24. 280±0. 028~23. 436±0. 028 ka B. P.,共持续 844±3年,振幅约为1. 9‰,事件发生时间在误差范围内与东亚季风区石笋记录和格陵兰冰芯记录同步,在此期间,δ18O记录呈现了两次负偏过程(24. 28~24. 17 ka B. P.和23. 90~23. 44 ka B. P.)和一段相对稳定过程(24. 17~23. 90 ka B. P.),叠加了多个百年-十年际尺度的气候振荡.本研究得到的高分辨率δ18O精确时间序列对于改善气候模型和检验气候事件假说有一定意义.从亚洲季风区与高纬地区同时段H2事件记录的对比来看,其发生机制可能主要包括以下几个方面: 1)淡水注入北大西洋导致AMOC减弱,北高纬温度降低,推动ITCZ南移;北高纬温度变化的信号通过西风带和蒙古冷高压传递到亚洲季风区,从而影响亚洲夏季风;2)H2事件结束过程可能受到南极缓慢变暖的影响;3)低纬和青藏高原的变化也可能对H2事件产生复杂的影响.这些依然有待更多的高分辨率记录和气候模拟结果的进一步验证.
文摘Heinrich 1事件(H1事件)是末次冰期一系列冰漂碎屑事件中最为突出的寒冷事件.本文基于闽西连城县仙云洞石笋(编号:XYⅣ-3)8个^(230)Th年龄和256个氧同位素结果,获得了16.8~15.2 ka BP期间平均分辨率达7 a的东亚夏季风演变序列.该石笋氧同位素记录最为显著的特征是在16.3~16.1 ka BP时段出现两个阶段的偏正过程,振幅达1.8‰,指示了一次显著的弱季风事件突变过程,对应于北大西洋显著的H1事件.与具有年层时标的南京葫芦洞和神农架青天洞石笋记录对比发现,尽管在定年误差范围内3个洞穴的石笋记录都捕捉到了H1事件的这次突变过程,但我国东南仙云洞记录的H1突变过程的时间(~260 a)明显比长江中下游的青天洞(18 a)和葫芦洞(19 a)长得多,表现出显著的差异响应.分析表明,在北半球突变事件诱发后,热带西太平洋的海气过程有可能是造成这种差异响应的原因.
文摘基于湖北省神农架龙腑宫洞一支石笋(LFG21)7个U/Th年龄和461组氧、碳同位素数据,建立了末次冰消期12.42~10.53 ka B.P.平均分辨率达3 a的亚洲夏季风强度演化序列.LFG21石笋δ^(18)O详细记录了新仙女木事件(YD)期间的季风突变细节,揭示了YD事件内部的不稳定性.在YD事件结构特征和转型模式上,石笋记录与格陵兰冰芯δ^(18)O记录具有良好的一致性,支持北高纬驱动机制以及高低纬之间的气候联系.其中,在~11.71 ka B.P.氧、碳同位素明显正偏,δ^(18)O从-8.6‰快速正偏至-7.9‰,δ^(13)C从-7.4‰快速正偏至-6.0‰,指示YD内部存在百年尺度的弱季风事件,持续时间为~200 a.这些特征与南京葫芦洞石笋δ^(18)O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.通过高、低纬地质资料的对比研究和波谱分析,本文认为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.
文摘千年尺度事件的结构特征和区域响应是理解和认识冰期气候变化及动力机制的关键.本文基于陕西汉中宁强县地洞河一支长417 mm石笋DDH1的11个U-Th年代和417个氧同位素(δ^18O)数据,重建了末次冰期(64.8~33.2 ka B.P.)亚洲季风演化历史.石笋 δ^18O记录在64.7±0.2 ka B.P.和59.3±0.1 ka B.P.快速负偏,分别指示了DO18事件的开始和H6事件的结束.在DO18事件结束过程,石笋 δ^18O记录在64.0~60.4 ka B.P.持续正偏,振幅达2.9‰,反应季风逐渐减弱,但未出现明显转型阶段.其总体形态与大西洋Cariaco盆地岩芯反射率、南极冰芯的记录较为一致,但是不同于格陵兰冰芯的记录.因地洞河所处青藏高原、 秦岭叠加影响的区域,纬度和地形的双重影响使得其石笋 δ^18O记录较其他地区偏负,振荡幅度更大.因地形阻挡了高纬信号,使得低纬甚至南半球的信号突现出来,ITCZ的移动、南半球温度和水汽潜热的释放作用在这一区域尤为显著.
