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赵爽研究组在黄土高原全新世粉尘堆积速率重建方面取得新进展

信息来源: 发布日期: 2022-04-25浏览次数:


 

风飏粉尘对地球环境变化具有重要影响。沙漠广布的亚洲内陆干旱区是地球上主要的粉尘源区之一,该区沙漠排放的粉尘约占全球总量的25%,并可被西风带裹挟进行全球传输。黄土作为第四纪粉尘堆积物,是研究过去粉尘演化的重要载体。中国黄土高原是亚洲沙漠粉尘的主要沉积中心,拥有地球上最厚、分布最广泛的第四纪黄土沉积物。全新世是研究粉尘-气候-人类活动之间关系的一个关键时期。因此,重建黄土高原地区全新世粉尘堆积速率的时空变化,对了解亚洲乃至全球粉尘循环、评估粉尘的环境效应有重要的意义。

针对以上问题,M6米乐体育赵爽青年副教授研究组,依托国家自然科学基金青年项目,搜集整理黄土高原全新世黄土剖面测年结果,从中筛选出36个沉积连续好、测年分辨率高的黄土剖面,利用Bacon 2.2程序建立深度-年代模型,并据此计算出各黄土剖面沉积速率的时间变化曲线,进行全新世风尘堆积速率的集成重建。主要研究结果如下:

1)黄土高原地区全新世风尘堆积速率演化的基本模式为:早全新世(12–8 ka)堆积速率中等,中全新世(8–4 ka)堆积速率最低,晚全新世(4 ka以来)堆积速率逐渐增加。

2)黄土高原地区风尘堆积速率主要受夏季风的控制,冬季风的影响相对小。当夏季风增强时,源区降水量增加、植被扩张、地表物质的粘合力增加,即使冬季风强盛,也很难释放和搬运源区的粉尘。

3)当冬季风强盛时(12–5 ka1–0 ka),黄土高原风尘堆积速率与格陵兰冰芯记录的亚洲沙漠粉尘的远距离沉积通量存在显著的正相关关系;而当冬季风减弱时(5–1 ka),二者则为负相关关系。这可能是由于冬季风强盛期大气的垂直扰动,使得沙漠粉尘物质可以被抬升至高空,被西风带裹挟,进行远距离的传输,由此黄土高原与格陵兰冰芯的风尘通量之间建立起正相关关系。而当冬季风减弱时,西风带的粉尘因得不到补充而减少,格陵兰冰芯的粉尘通量因此减少;同时受夏季风减弱的影响,黄土高原风尘沉积速率增加,因此二者之间呈现出负相关关系。

4)人类活动的影响可能叠加在夏季风控制的粉尘活动之上。研究发现,在夏季风降水量相同的情况下,4 ka以来的风尘堆积速率显著高于之前。这一时间节点与新石器时代向青铜时代的过渡相吻合,伴随着粉尘源区古人类遗址的数量的增加。表明随着生产水平的提高和人口数量的增加,在4 ka时人类活动的强度可能已经达到影响风尘活动所需的阈值。2 ka以来,存在多个风尘堆积速率的增加同降水量不匹配的时期,如600–850 CE1050–1250 CE1400–1550 CE1700–1850 CE,这些时期均与粉尘源区人口数量的增加相吻合。

以上成果以“Holocene aeolian dust accumulation rates across the Chinese Loess Plateau”为题发表在国际期刊Global and Planetary Change上。该期刊为地球科学1Top期刊,当前影响因子为5.114

原文链接:https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2021.103720

 

 

黄土高原粉尘堆积速率与格陵兰GISP2冰芯的nss Ca2+浓度、东亚夏季风降水和粉尘源区人口数量的比较AB:黄土高原和格陵兰粉尘记录(Mayewski等,1997)的对比图;CD:黄土高原粉尘堆积速率与东亚夏季风降水量Chen等,2015的对比图;E过去2000年期间粉尘源区(山西、陕西、甘肃、内蒙古、宁夏、青海和新疆省)的人口变化(赵文林和谢淑君1988F过去2000黄土高原粉尘堆积速率与东亚夏季风降水量Chen等,2015

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