科学家重建晚渐新世亚洲夏季风轨道周期变化特征

       作者：张行勇

       温室气体排放造成的全球变暖已然成为全人类所面临的重要环境问题。

       已有研究表明，目前的大气CO₂浓度已达到418微克/克，按照当前人类排放温室气体的速率，大气CO₂浓度在本世纪末将超过600微克/克，与距今约2800万年前~2300万年前的晚渐新世大气CO₂平均浓度相当，大气CO₂的增加将使全球温度升高5°C~10°C。

       “渐新世（距今3400万年~2300万年）是地球从两极无冰的温室模态转换到南极发育大规模冰盖的单极冰室模态后的第一个时代。这期间大气CO₂浓度在400~900微克/克间波动，全球温度比现在高8°C以上，北极尚无冰盖发育。”中科院地球环境研究所敖红博士说，“为此，揭示渐新世气候变化特征和动力学过程将有助于理解未来区域气候对全球变暖的响应。”

       敖红认为，兰州盆地发育了连续的始新世至中新世河湖相沉积，并且还蕴含了丰富的哺乳动物群。

       近期来，敖红研究团队联合国内外专家，通过兰州盆地河湖相沉积序列的高分辨率磁化率和Rb/Sr记录重建了晚渐新世（距今2800万年前~2400万年前）亚洲夏季风的轨道周期变化特征。其结果表明兰州盆地的季风降雨在高CO₂浓度、气候温暖的晚渐新世以40万年和10万年周期为主，与地球轨道偏心率周期和晚渐新世南极冰盖波动的周期是一致的。相关研究成果近日在线发表于《科学进展》。

       基于海陆对比和天文驱动理论，该研究团队认为这一晚渐新世亚洲季风轨道周期变化特征，主要受控于偏心率调制的太阳辐射振幅变化和南极冰盖周期性波动。

       “偏心率调制的太阳辐射振幅变化和南极冰盖的波动伴随着低纬度温度呈现40万年和10万年的周期变化；而温度的变化进而调控西太平洋和印度洋水汽负荷的变化和亚洲季风系统的强度与位置，最终驱动晚渐新世亚洲季风降雨以40万年和10万年周期为主导的轨道周期变化特征。”敖红进一步阐述。

       此外，该研究结果还表明，南极冰盖的波动还可通过调节海平面的周期性升降来引起亚洲季风降雨的40万年和10万年周期波动。

       据了解，这一研究结果是敖红课题组前期开展的兰州盆地磁性地层学与环境磁学研究的进一步深入和拓展，前期磁性地层学工作为后续研究也包括本研究结果提供了坚实的年代学基础，前期环境磁学研究为高分辨率重建兰州盆地河湖相沉积序列记录的古气候提供了一个有效途径。

       该领域相关专家认为，对兰州盆地的系列研究成果为后续进一步深入研究过去温暖期亚洲气候变化提供了新的切入点和参考。

       相关论文信息：https://doi.org/10.1126/sciadv.abk2318

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