研究表明更新世气候突变受地球轨道变化影响

中科院地球环境研究所孙有斌团队联合美国、英国和瑞士的科学家，综合分析了来自海洋和陆地4个百年分辨率的元素比值变化序列，探讨了更新世以来千年尺度气候变率特征及其与轨道参数变化的关系。日前，相关成果在线发表于《自然—地球科学》。

来自陆地、海洋和冰芯的大量记录表明，最近80万年地球气候经历了千年尺度快速变化，其振幅与冰期旋回有关。但是在中更新世气候转型之前，全球冰期旋回变幅较小且周期较短，气候快速变化与冰期旋回的关系尚不清楚。

研究中的4个高分辨率记录分别来自北大西洋冰筏事件核心区U1308孔、伊比利亚海岸U1385孔、巴尔干半岛奥赫里德湖和中国黄土高原古浪黄土。基于末次冰期北半球气候突变事件的同步性，研究人员利用中国石笋δ18O记录作为基准曲线，调整了60万年来4种元素比值中的突变事件年龄，60万年之前则利用U1308孔Si/Sr比值，作为其他3个记录的年龄靶曲线，构建了4个元素比值变化的同步时间序列。

结果表明，千年尺度变幅在10万、4万和2万年波段表现出明显的周期性。“通过对千年尺度变幅与冰量和轨道参数进行交叉小波分析，我们发现在10万和4万年周期上千年尺度变率明显受到冰量变化调制，尤其是在中更新世气候转型之后。”孙有斌说，“在4万和2万年频段上，千年尺度气候变幅持续受到地轴倾斜度和岁差影响。”

论文作者将4个元素比值归一化后进行整合，生成陆地—海洋集成记录，从而揭示出千年尺度气候变化在过去150万年持续存在，气候突变事件的数量和幅度在冰期和间冰期不同气候背景下有显著差异。在中更新世之前，气候突变的剧烈程度主要受岁差和地轴倾斜度变化的影响，而中更新世之后全球冰量和轨道参数均可调制千年尺度气候事件的变化幅度。

该研究构建了一个更新世千年尺度气候变化代表性序列，发现千年尺度气候变率不仅受冰期—间冰期下垫面的强烈调制，也受到岁差和地轴倾斜度变化的持续影响，为评估轨道和千年气候变化之间的动力关联提供了关键地质证据。（张行勇）