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Nature Communications: 亚洲大陆气候在3400万年前南极冰盖扩张时的气候变化
2020-11-02| 编辑: | 【 】【打印】【关闭

  3400万年前的始新世-渐新世气候转型(Eocene–Oligocene transition)是新生代气候演化过程中最显著的变冷事件之一,它伴随着南极大陆冰盖的出现,标志着地球从两极无冰的温室地球转变成了南极有冰的冰室地球。这一转变伴随着一系列巨大地球环境变化,使得地球上的生命经历了一次严峻的挑战,进而地球上的现代生物得以起源。

  那么,南极冰盖在3400万年前究竟是如何形成的?在这次气候转型过程中各个气候系统伴随着怎样的变化特征?尤其是在轨道尺度上是如何变化的?这些科学问题一直是古气候学研究的热点。近日,由中国科学院地球环境研究所安芷生院士、敖红研究员和张鹏博士、南方科技大学海洋磁学中心刘青松教授、香港大学柳中晖副教授等组成的中国研究团队联合法国雷恩第一大学和澳大利亚国立大学等国际研究团队,在始新世-渐新世气候转型过程中的轨道周期变化研究方面取得新进展,揭示出这一气候转型伴随着轨道周期的变化,为进一步研究这次南极冰盖形成的动力学机制及其全球环境和生物效应提供了新材料。

  研究人员结合磁性地层学和天文年代学确定了中国西部兰州地区晚始新世至早渐新世河湖相沉积地层的准确年代,通过环境磁学和元素地球化学重建了3550–3100万年的高分率气候记录。该记录有效跨越了始新世-渐新世气候转型阶段,结果表明在始新世-渐新世转型南极冰盖大幅扩张时兰州盆地气候不仅显著变得干旱,而且气候的轨道周期存在转型。在3370万年前,南极冰盖规模较小时,兰州盆地气候的轨道周期由偏心率(40万年和10万年)主导;而在3370万年后,南极形成巨大冰盖时,兰州盆地气候的轨道周期则表现出综合的偏心率(40万年和10万年)、斜率(4万年)和岁差(2万年)周期,并伴随着斜率的振幅调制周期(120万年)。通过海陆综合对比,研究团队认为在始新世-渐新世转型时亚洲大陆气候的轨道周期转型和干旱化的趋势变化可能与同时代大气CO2浓度降低和南极冰盖大规模形成等边界条件有关。

   

  兰州盆地磁化率记录的轨道周期气候变化

  该研究成果于近期以Article形式发表在Nature Communications (Ao, H., et al., 2020. Orbital climate variability on the northeastern Tibetan Plateau across the Eocene–Oligocene transition. Nature Communications 11: 5249)。该研究得到中国科学院战略重点研究计划、第二次青藏科考计划、中国科学院前沿科学重点研究项目、国家自然科学基金和科技部的联合资助。


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