研究揭示亞洲大陸氣候在3400萬年前南極冰蓋擴(kuò)張時(shí)的變化
3400萬年前的始新世-漸新世氣候轉(zhuǎn)型（Eocene-Oligocene transition）是新生代氣候演化過程中顯著的變冷事件之一，其伴隨南極大陸冰蓋的出現(xiàn)，標(biāo)志地球從兩極無冰的“溫室地球”轉(zhuǎn)變成南極有冰的“冰室地球”。這一轉(zhuǎn)變伴隨系列地球環(huán)境變化，使地球上的生命經(jīng)歷挑戰(zhàn)，進(jìn)而地球上的現(xiàn)代生物得以起源。
南極冰蓋在3400萬年前如何形成？在這次氣候轉(zhuǎn)型過程中，各個(gè)氣候系統(tǒng)伴隨怎樣的變化特征？尤其是在軌道尺度上如何變化？這些問題是古氣候?qū)W的研究熱點(diǎn)。近日，中國科學(xué)院院士、中科院地球環(huán)境研究所研究員安芷生，地球環(huán)境所研究員敖紅和博士張鵬，南方科技大學(xué)海洋磁學(xué)中心教授劉青松和香港大學(xué)副教授柳中暉等組成的中國研究團(tuán)隊(duì)聯(lián)合法國雷恩第一大學(xué)和澳大利亞國立大學(xué)等的科研人員，在始新世-漸新世氣候轉(zhuǎn)型過程中的軌道周期變化研究中取得進(jìn)展，揭示這一氣候轉(zhuǎn)型伴隨軌道周期的變化，為進(jìn)一步研究此次南極冰蓋形成的動(dòng)力學(xué)機(jī)制及其全球環(huán)境和生物效應(yīng)提供新材料。
研究人員結(jié)合磁性地層學(xué)和天文年代學(xué)，確定中國西部蘭州地區(qū)晚始新世至早漸新世河湖相沉積地層的準(zhǔn)確年代；通過環(huán)境磁學(xué)和元素地球化學(xué)，重建3550至3100萬年的高分率氣候記錄。該記錄跨越始新世-漸新世氣候轉(zhuǎn)型階段，結(jié)果表明，在始新世-漸新世轉(zhuǎn)型南極冰蓋大幅擴(kuò)張時(shí)，蘭州盆地氣候變得干旱，且其軌道周期存在轉(zhuǎn)型。在3370萬年前，南極冰蓋規(guī)模較小時(shí)，蘭州盆地氣候的軌道周期由偏心率（40萬年和10萬年）主導(dǎo)；在3370萬年后，南極形成巨大冰蓋時(shí)，蘭州盆地氣候的軌道周期表現(xiàn)出綜合的偏心率（40萬年和10萬年）、斜率（4萬年）和歲差（2萬年）周期，并伴隨斜率的振幅調(diào)制周期（120萬年）。通過海陸綜合對(duì)比，研究人員認(rèn)為在始新世-漸新世轉(zhuǎn)型時(shí)，亞洲大陸氣候的軌道周期轉(zhuǎn)型和干旱化的趨勢變化可能與同時(shí)代大氣CO2濃度降低和南極冰蓋大規(guī)模形成等邊界條件有關(guān)。
相關(guān)研究成果以O(shè)rbital climate variability on the northeastern Tibetan Plateau across the Eocene-Oligocene transition為題，以Article形式發(fā)表在Nature Communications上。研究工作得到中科院戰(zhàn)略重點(diǎn)研究計(jì)劃、第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究、中科院前沿科學(xué)重點(diǎn)研究項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金和科技部的支持。
蘭州盆地磁化率記錄的軌道周期氣候變化