石笋揭示我国西南地区环境变化历史

本报讯(2004-05-10 09:39:59)由中国地质科学院岩溶地质研究所国土资源部岩溶动力学重点实验室、南京师范大学、中国科学院地球环境研究所与美国明尼苏达大学、衣阿华大学联合进行的亚洲季风研究项目日前取得重要进展。中美两国研究人员对采自我国贵州与广西交界处荔波县董哥洞的两根石笋进行了氧同位素和钍－２３０测年研究，揭示出过去１６万年来亚洲季风和低纬度地区降雨变化的特征。据悉，该项研究成果已发表在４月３０日出版的美国《科学》杂志上。

据主持该项研究的中国科学院院士袁道先介绍，在这个期间内，由太阳辐射强度和千年尺度大气环流波动所驱动的热带—亚热带降雨的变化，导致了许多次氧同位素比值的突变。研究人员分别对董哥洞中两根高为２１０厘米和３０４厘米的石笋进行了６６次铀—钍测年，以及６４０次氧同位素测定，最终获得了２０年～２０００年的分辨率。研究人员同时将这些研究结果与同董哥洞相距１２００公里的南京葫芦洞石笋的相关数据进行了对比研究，发现董哥洞石笋有３５千年的氧同位素曲线是一致的，同时它们与南京葫芦洞石笋相比，也有３５千年的氧同位素曲线是一致的。计算显示，其中一根石笋的顶部与现代雨水氧同位素和洞温均符合同位素平衡公式。

研究表明，我国董哥洞（葫芦洞）氧同位素变化与格陵兰冰芯氧同位素变化呈反相关关系。降水的同位素随水汽由源区向高纬度区转移而降低。研究人员由此推算出我国南方在不同时期的水汽剩留比分别为：前一次间冰期及全新世中期６３％、末次冰期５２％、现代５９％。

中美科学家通过该项研究认为，前一个间冰期季风经历了９．７±１．１千年，从距今１２９．３±０．９千年前开始，表现为在不到２００年的时间里，氧同位素比值突然变轻了千分之三，并在距今１１９．６±０．６千年前结束，表现为在不到３００年的时间里，氧同位素比值突然变重了千分之三。其起始时间与太阳辐射强度增高，及相应的盛间冰期环境的出现时间一致。说明太阳辐射强度增高，驱动了盛间冰期的出现。研究人员认为，前一次间冰期的中心与夏季太阳辐射强度峰值一致，表明前一次间冰期季风氧同位素变轻是由于北半球太阳辐射强度的变化所引起的。或者说，太阳辐射强度对控制季风强度具有重要作用。