运用成壤碳酸盐叁氧同位素重建古湿度的原理

成壤过程中形成的次生碳酸盐(成壤碳酸盐)是古气候研究中的重要材料,在过去研究中被广泛用来重建大气CO_(2)浓度、古植被(C_(3)、C_(4)植被)、古高程、降雨量和温度的演化。然而,和绝大部分其它古气候指标一样,成壤碳酸盐指标(稳定碳氧同位素、微量元素等)也受到多个气候因子的控制而具有多解性,因此需结合多个指标耦合分析才能获取可靠的古环境信息。随着近年来同位素测试手段的发展,在传统^(18)O/^(16)O的基础上,叁氧同位素(^(17)O/^(16)O)测试越来越多地被应用于古气候领域。成壤碳酸盐继承了土壤水的氧同位素信号,可以重建土壤水的^(17)O异常。土壤水的Δ′^(17)O主要受控于土壤水的蒸发过程,可反映空气湿度的变化。文章详细介绍了成壤碳酸盐叁氧同位素的理论基础,结合现有的土壤水叁氧同位素模型,定量探讨了各个气候因子对成壤碳酸盐叁氧同位素的影响。

高维同位素信号阐明大气硫循环机制

大气中硫酸盐(SO42–)气溶胶的形成是大气硫循环的重要组成部分。然而,目前关于SO42–的化学反应生成机制仍不甚清晰。SO42–的稳定同位素信号是追踪其来源和大气氧化反应机制的有效方法。本文对叁氧肆硫同位素解析大气SO42–的研究进展进行了梳理。SO42–的氧同位素非质量依赖分馏(Mass-independent Fractionation,MIF)信号(Δ17O)是分析SO42–气溶胶生成机制(即氧的来源)的有效手段,就冰芯和大气气溶胶等样品与三维大气化学传输模式的Δ17O值对比,讨论了大气硫循环过程。此外,本文还详细介绍了如何使用叁氧肆硫同位素解析大气硫酸盐气溶胶的生成和形成机制,讨论了其他大气硫循环的同位素测定的研究实例。最后对高维同位素解析大气硫循环机制的未来研究方向进行了展望。