18.5kaB.P.以来东北四海龙湾玛珥湖全岩有机碳同位素记录及其古气候环境意义

结合含水量、TOC含量和TOC/TN比值变化曲线,18·5kaB·P·以来的四海龙湾玛珥湖沉积物全岩有机碳同位素组成(δ13CTOC)记录可划分为3个阶段:1)末次冰期晚期(18·5~14·7kaB·P·),δ13CTOC值偏正,变化范围为-29·50‰^-26·18‰,平均值约为-28·10‰;2)末次冰消期(14·7~11·7kaB·P·),δ13CTOC值显著偏负,变化范围为-33·92‰^-28·40‰,平均值约为-31·75‰,在δ13CTOC值变化曲线上表现为一个低谷,但在类似YoungerDryas的冷干事件期间(12·7~11·7kaB·P·),δ13CTOC值再次显著偏正,最高可达-28·4‰;3)全新世以来(11·7kaB·P.至今),δ13CTOC值变化幅度不大(-30·85‰^-27·37‰),基本上都在平均值-29·1‰左右。研究表明,大气CO2浓度变化是影响18·5kaB·P·以来四海龙湾玛珥湖δ13CTOC值变化的主导因素。

东北四海龙湾玛珥湖年纹层的研究方法及初步成果

位于东北龙岗火山区的四海龙湾玛珥湖沉积物保存有清晰的年纹层,为进行高精度的纹层年代学研究和高分辨率的古气候重建提供了良好的材料。本文对四海龙湾玛珥湖岩芯钻取进行了简要的介绍,详细描述了进行纹层研究的岩相学大薄片的制备过程,并对这些过程中可能出现的操作失误进行了探讨。最后,介绍了四海龙湾玛珥湖年纹层的研究内容和方法以及已经取得的初步成果。

中国人类世科学研究新进展

国际地层委员会人类世工作组决议人类世应由全球界线层型剖面和点位(“金钉子”)定义为一个正式的地质年代单位。20世纪中叶以来人类活动突变式增强,改变了原有的地球演化速率和方向,对地球环境造成极为显著的影响,并在地质记录中留下清晰的具有全球同步特性的物理、化学和生物印记,为识别这一年代地层单位的底界提供了最佳选择。当前,全球共有12个人类世“金钉子”候选剖面和点位参评。与此同时,中国学者在人类活动代用指标体系构建、人类世候选“金钉子”研究与国际对比方面取得了突出进展,发现人工放射性核素、微塑料、δ^(13)C、δ^(15)N和硅藻等均可作为人类活动理想的标志物,且远离城市和人类活动影响的中国四海龙湾玛珥湖沉积物剖面对全球信号敏感,^(239,240)Pu浓度于1953年快速增加,多环芳烃、^(129)I、烟炱^(14)C、碳球粒、DNA、δ^(13)C和重金属等指标在1953年前后均存在系统性变化,因此提出1953年作为人类世底界。中国四海龙湾湖沉积物剖面与日本别府海湾沉积物剖面被人类世工作组提议作为人类世“金钉子”辅助剖面。未来人类世科学研究的最终目标应是在阐明人类活动对地球系统影响的基础上,深化人地系统耦合与适应的可持续发展理论和技术创新。

四海龙湾沉积物多指标反映人类活动从1850年开始显著增强

基于全球地质记录的比对,国际人类世工作组建议20世纪中期(约1950年)为人类世的起始时间,四海龙湾沉积物曾被列为“人类世界线层型剖面”的候选地质体之一。但在1950年以前,人类已较深刻地影响了四海龙湾周围地区的环境。通过重建四海龙湾沉积物900年以来的总有机碳、总有机碳和总氮的摩尔比(C/N)、稳定有机碳同位素(δ^(13)C_(org))和Ca/Ti,以及硅酸盐矿物主要元素Si、Al和K含量的历史序列,平均分辨率约为10年,以气候变化为背景,来探究该地区人类活动的历史。发现人类活动从1850年开始显著增强,在此之前的中世纪暖期和小冰期指标变化大体符合自然规律。1850—1950年指标的变化反映出快速增长的人口破坏了植被,导致风化加剧,地表环境的演变脱离了自然轨道,表明人类活动开始成为一种重要的地质营力,但这段时期的变化只是局地信号;1950年后,C/N持续减小及δ^(13)C_(org)持续负移,反映出在新的社会制度和先进生产力的条件下,四海龙湾周围地区的环境状态再次发生改变,这与全球地质环境的加速变化同步,可以支持国际人类世工作组所提出的“20世纪中期是人类世的起始时间”。