桂林地区近150年来的气候变化——基于^(210)Pb计年的洞穴碳酸盐沉积物记录

采用 ^(210)Pb定年和碳、氧稳定同位素分析方法对盘龙洞内的洞穴次生碳酸盐沉积物进行了系统研究,重建桂林地区近150年来的气候变化。本文采用的次生碳酸盐沉积物是采自桂林盘龙洞中的P001石笋和P007流石,分别获得9个和12个 ^(210)Pb测年数据;以及41个和46个碳、氧同位素数据。P001石笋碳、氧同位素记录年代跨度为公元1869～2002年,δ^(18)O平均值为-6.28‰,δ^(13)C平均值为-7.59‰;P007流石碳、氧同位素记录跨度为公元1854～2004年,δ^(18)O平均值为-5.27‰,δ^(13)C平均值为-6.68‰。P001石笋和P007流石碳、氧同位素记录的低频信号显示出一致的变化趋势,而且二者的δ^(13)C曲线相对δ^(18)O曲线一致性更强,说明它们受同样环境条件所制约,同时也说明了其 ^(210)Pb年代系列的建立是可靠的。盘龙洞石笋和流石的δ^(18)O和δ^(13)C记录在公元1930～1965年都出现一个低谷,表明该时段植被生产力相对减弱,亦即降水相对减少。通过P001石笋和P007流石的碳、氧同位素记录与现代降雨记录的比较可知,在年际至10年际尺度上,氧同位素反映的为降水或者季风的强弱。由此,公元1854年到2005年的151年内,盘龙洞碳酸盐沉积物氧同位素所反映的气候变化信息为3个阶段:1)1854年至1900年的相对较强季风期,降水量较丰,δ ^(18)O平均值为-6.3‰;2)1900年至1960年的较弱季风期,降水量较少,δ ^(18)O平均值为-5.1‰;3)1960年至2005年的较强季风期,降水量较丰富,δ ^(18)O平均值为-6.1‰。

洞穴次生碳酸盐稳定同位素古气候重建研究进展

近年来,洞穴次生碳酸盐沉积物因其有着湖泊沉积物、泥炭等无法比拟的测年优势,日渐成为陆地古气候重建的良好研究材料.通过铀系定年,可以获得过去60万年来精确的日历年时间序列,突破了其他陆地沉积物14C定年(<5万年)的瓶颈.氧碳同位素作为洞穴石笋的古气候待用指标具有全球对比性,由于其高精度独立的时间标尺和无需校正同位素信号日渐成为其他气候记录对比的基石.在同位素平衡分馏条件下,石笋δ18O反映了当地气候的变化,在季风区一般反映降雨的变化,在欧洲则更多反映温度的变化.通过石笋1δ8O与北大西洋冰漂碎屑事件以及甲烷的对比关系,可以将海洋钻孔和两极冰芯的记录调谐到独立时间标尺的石笋记录上,进而可以探讨全球联系及其驱动机制.影响石笋1δ3C变化的因素比较复杂,一般在轨道尺度上指示了植被类型C3/C4比率的变化,而在更短时间尺度内主要受到土壤CO2活力的影响,进而可以反映当地降水和温度的变化.尽管洞穴石笋研究工作取得了较大进展,但仍然有诸多机理问题尚未解决,在介绍洞穴沉积物稳定同位素古气候重建研究现状的基础上,对今后的研究方向进行一定的探讨.