中科院地球環(huán)境研究所孫有斌團隊聯(lián)合美國、英國和瑞士的科學(xué)家，綜合分析了來自海洋和陸地4個百年分辨率的元素比值變化序列，探討了更新世以來千年尺度氣候變率特征及其與軌道參數(shù)變化的關(guān)系。日前，相關(guān)成果在線發(fā)表于《自然—地球科學(xué)》。

來自陸地、海洋和冰芯的大量記錄表明，最近80萬年地球氣候經(jīng)歷了千年尺度快速變化，其振幅與冰期旋回有關(guān)。但是在中更新世氣候轉(zhuǎn)型之前，全球冰期旋回變幅較小且周期較短，氣候快速變化與冰期旋回的關(guān)系尚不清楚。

研究中的4個高分辨率記錄分別來自北大西洋冰筏事件核心區(qū)U1308孔、伊比利亞海岸U1385孔、巴爾干半島奧赫里德湖和中國黃土高原古浪黃土。基于末次冰期北半球氣候突變事件的同步性，研究人員利用中國石筍δ18O記錄作為基準(zhǔn)曲線，調(diào)整了60萬年來4種元素比值中的突變事件年齡，60萬年之前則利用U1308孔Si/Sr比值，作為其他3個記錄的年齡靶曲線，構(gòu)建了4個元素比值變化的同步時間序列。

結(jié)果表明，千年尺度變幅在10萬、4萬和2萬年波段表現(xiàn)出明顯的周期性。“通過對千年尺度變幅與冰量和軌道參數(shù)進行交叉小波分析，我們發(fā)現(xiàn)在10萬和4萬年周期上千年尺度變率明顯受到冰量變化調(diào)制，尤其是在中更新世氣候轉(zhuǎn)型之后。”孫有斌說，“在4萬和2萬年頻段上，千年尺度氣候變幅持續(xù)受到地軸傾斜度和歲差影響。”

論文作者將4個元素比值歸一化后進行整合，生成陸地—海洋集成記錄，從而揭示出千年尺度氣候變化在過去150萬年持續(xù)存在，氣候突變事件的數(shù)量和幅度在冰期和間冰期不同氣候背景下有顯著差異。在中更新世之前，氣候突變的劇烈程度主要受歲差和地軸傾斜度變化的影響，而中更新世之后全球冰量和軌道參數(shù)均可調(diào)制千年尺度氣候事件的變化幅度。

該研究構(gòu)建了一個更新世千年尺度氣候變化代表性序列，發(fā)現(xiàn)千年尺度氣候變率不僅受冰期—間冰期下墊面的強烈調(diào)制，也受到歲差和地軸傾斜度變化的持續(xù)影響，為評估軌道和千年氣候變化之間的動力關(guān)聯(lián)提供了關(guān)鍵地質(zhì)證據(jù)。（張行勇）