高级搜索

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

早全新世季风演化的高分辨率石笋δ18O记录研究——以河南老母洞石笋为例

张银环 杨琰 杨勋林 殷建军 黄帆 任小凤 赵景耀 刘肖 聂旭东

张银环, 杨琰, 杨勋林, 殷建军, 黄帆, 任小凤, 赵景耀, 刘肖, 聂旭东. 早全新世季风演化的高分辨率石笋δ18O记录研究——以河南老母洞石笋为例[J]. 沉积学报, 2015, 33(1): 134-141. doi: 10.14027/j.cnki.cjxb.2015.01.014
引用本文: 张银环, 杨琰, 杨勋林, 殷建军, 黄帆, 任小凤, 赵景耀, 刘肖, 聂旭东. 早全新世季风演化的高分辨率石笋δ18O记录研究——以河南老母洞石笋为例[J]. 沉积学报, 2015, 33(1): 134-141. doi: 10.14027/j.cnki.cjxb.2015.01.014
ZHANG YinHuan, YANG Yan, YANG XunLin, YIN JianJun, HUANG Fan, REN XiaoFeng, ZHAO JingYao, LIU Xiao, NIE XuDong. Early Holocene Monsoon Evolution of High-resolution Stalagmite δ18O Records: in Henan Laomu Cave[J]. Acta Sedimentologica Sinica, 2015, 33(1): 134-141. doi: 10.14027/j.cnki.cjxb.2015.01.014
Citation: ZHANG YinHuan, YANG Yan, YANG XunLin, YIN JianJun, HUANG Fan, REN XiaoFeng, ZHAO JingYao, LIU Xiao, NIE XuDong. Early Holocene Monsoon Evolution of High-resolution Stalagmite δ18O Records: in Henan Laomu Cave[J]. Acta Sedimentologica Sinica, 2015, 33(1): 134-141. doi: 10.14027/j.cnki.cjxb.2015.01.014

早全新世季风演化的高分辨率石笋δ18O记录研究——以河南老母洞石笋为例

doi: 10.14027/j.cnki.cjxb.2015.01.014
基金项目: 国家自然科学基金(批准号:41372177,40902053,41272192)、高等学校博士学科点专项科研基金(编号:20090182120005)与教育部中央高校基本科研业务费基金(编号:XDJK2011B004)联合资助
详细信息
    作者简介:

    张银环 女 1988年出生 硕士研究生 全球变化研究 E-mail: 1104134991@qq.com

    通讯作者:

    杨琰 男 副教授 E-mail: yy2954@gmail.com

  • 中图分类号: P532

Early Holocene Monsoon Evolution of High-resolution Stalagmite δ18O Records: in Henan Laomu Cave

  • 摘要: 基于豫西老母洞LM2石笋8个高精度230Th年龄,449个氧碳同位素,建立了达十年际分辨率的8.2~10.9 ka B.P.亚洲季风变化的δ18O记录序列.老母洞石笋δ18O值最为偏负达-12.0‰,最偏正为-8.2‰,振幅达3.8‰.早全新世10.13~10.9 ka B.P.时段内,河南西部老母洞石笋和东石崖石笋,陕西九仙洞C996-2石笋δ18O曲线揭示该时段内季风稳定,而中国南方的衙门洞石笋、三宝洞石笋和极地冰芯GRIP记录揭示该时段季风逐渐增强;同时季风达到顶峰的时期也不相同,进一步说明中国南北方早全新世10.13~10.9 ka B.P.时段季风演变过程的差异,可能与中国南北方气候的响应机制有关.从早全新世平均分辨率10年的LM2石笋记录中识别出8.2 ka,9.5 ka,10.2 ka和10.9 ka显著弱季风事件,尤其是8.2 ka和9.5 ka事件.对比分析老母洞与已发表的高分辨率石笋δ18O记录发现:石笋所揭示的某些冷事件发生时间在亚洲季风区存在差异,主要表现在事件内部变化特征及趋势上.LM2石笋δ18O曲线并没有明显记录9.3 ka弱季风事件,而是在9.3~9.6 ka B.P.左右记录了一个弱季风事件,与DSY09(2009)、Y1、HS-4记录相似,表明在该时段内存在季风的减弱事件,但是氧同位素传输的复杂性,使其在南北方表现不同.此外,在LM2石笋δ18O的8.2 ka B.P.开始时段,氧同位素曲线阶段性下降,且变幅达3‰,与Zhang等研究万象洞石笋提出的“中国8 200阶段”吻合,表明中国北方地区的8.2 ka事件是阶段性的事件,而南方的石笋氧同位素记录揭示的8.2 ka事件并未表现出阶段性特征,其原因有待于更多北方高精度石笋记录来进一步研究.LM2石笋氧同位素记录进行功率谱分析发现:在短尺度上季风变化与太阳活动密切相关,这与近年来对早全新世极端气候变化研究的驱动机制是一致的,早全新世亚洲季风的演化与太阳活动变化引起的太阳辐射能量的变化和北半球高纬气候的变化状况有关.
  • [1] 覃嘉铭,袁道先,程海,等. 新仙女木及全新世早中期气候突变事件:贵州茂兰石笋氧同位素记录[J]. 中国科学(D辑):地球科学,2004,34(1):69-74.[Qin Jiaming, Yuan Daoxian, Cheng Hai, et al. Younger Dryas and the Early and Middle Holocene abrupt climate change events: Maolan stalagmite oxygen isotope record[J]. Science China (Seri. D): Earth Sciences, 2004, 34(1): 69-74.]
    [2] 王绍武. 全新世气候变化[M]. 北京:气象出版社,2011:1-282. [Wang Shaowu. The Holocene Climate Change [M]. Beijing: China Meteorological Press, 2011: 1-282.]
    [3] 王宁练,姚檀栋,Thompson L G. 全新世早期强降温事件的古里雅冰芯记录证据[J]. 科学通报,2002,47(11):818-823.[Wang Ninglian, Yao Tandong, Thompson L G. Early Holocene evidence of strong cooling event in Guliya Record [J]. Chinese Science Bulletin, 2002, 47(11): 818-823.]
    [4] 余克服,陈特固,钟晋梁,等. 雷州半岛全新世高温期珊瑚生长所揭示的环境突变事件[J]. 中国科学(D辑):地球科学,2002,32(2):149-156.[Yu Kefu, Chen Tegu, Zhong Jinliang, et al. Coral growth environment revealed mutations time about high-temperature phase of Holocene in Leizhou Peninsula[J]. Science China (Seri. D): Earth Sciences, 2002, 32(2): 149-156.]
    [5] Haug G H, Hughen K A, Sigman D M, et al. Southward migration of the intertropical convergence zone through the Holocene[J]. Science, 2001, 293(5533): 1304-1308.
    [6] Southon J. A first step to reconciling the GRIP and GISP2 Ice-Core chronologies, 0-14,500 yr BP[J]. Quaternary Research, 2002, 57(1): 32-37.
    [7] 杨琰,袁道先,程海,等. 末次冰消期亚洲季风突变事件的精确定年:以贵州衙门洞石笋为例[J]. 中国科学(D辑):地球科学,2010,40(2):199-210.[Yang Yan, Yuan Daoxian, Cheng Hai, et al. Precise dating of abrupt shifts in the Asian Monsoon during the last deglaciation based on stalagmite data from Yamen Cave, Guizhou province, China [J]. Science China (Seri. D): Earth Sciences, 2010, 40(2): 199-210.]
    [8] Shen C C, Cheng H, Edwards R L,et al. Measurement of attogram quantities of 231Pa in dissolved and particulate fractions of seawater by isotope dilution thermal ionization mass spectroscopy[J]. Analytical Chemistry, 2003, 75(5): 1075-1079.
    [9] Hendy C H. The isotopic geochemistry of speleothems-I. The calculation of the effects of different modes of formation on the isotopic composition of speleothems and their applicability as palaeoclimatic indicators [J]. Geochimica et Cosmochimica Acta, 1971, 35(8): 801-824.
    [10] Dorale J A, Liu Zaihua. Limitations of Hendy Test criteria in judging the paleoclimatic suitability of speleothems and the need for replication [J]. Journal of Cave and Karst Studies, 2009, 71(1): 73-80.
    [11] Cheng Hai, Sinha A, Wang Xianfeng,et al. The Global Paleomonsoon as seen through speleothem records from Asia and the Americas[J]. Climate Dynamics, 2012, 39(5): 1045-1062.
    [12] Yuan Daoxian, Cheng Hai, Edwards R L,et al. Timing, duration, and transitions of the last interglacial Asian monsoon[J].Science, 2004, 304(5670): 575-578.
    [13] Neff U, Burns S J, Mangini A,et al. Strong coherence between solar variability and the monsoon in Oman between 9 and 6 kyr ago[J]. Nature, 2001, 411(6835): 290-293.
    [14] Fleitmann D, Burns S J, Mudelsee M,et al. Holocene forcing of the Indian Monsoon recorded in a stalagmite from Southern Oman [J]. Science, 2003, 300(5626): 1737-1739.
    [15] Hu Chaoyong, Henderson G M, Huang Junhua, et al. Quantification of Holocene Asian monsoon rainfall from spatially separated cave records [J]. Earth and Planetary Science Letters, 2008, 266(3/4): 221-232.
    [16] Cai Binggui, Edwards R L, Cheng Hai, et al. A dry episode during the Younger Dryas and centennial-scale weak monsoon events during the early Holocene: A high-resolution stalagmite record from southeast of the Loess Plateau, China[J]. Geophysical Research Letters, 2008, 35(2): L02705.
    [17] Cheng H, Fleitmann D, Edwards R L,et al. Timing and structure of the 8.2 kyr B.P. event inferred from δ18O records of stalagmites from China, Oman, and Brazil [J]. Geology, 2009, 37(11): 1007-1010.
    [18] Liu Y H, Henderson G M, Hu C Y,et al. Links between the East Asian monsoon and North Atlantic climate during the 8,200 year event[J]. Nature Geoscience, 2013, 6(2): 117-120.
    [19] Wu J Y, Wang Y J, Cheng H,et al. Stable isotope and trace element investigation of two contemporaneous annually-laminated stalagmites from northeastern China surrounding the “8.2 ka event” [J]. Climate of the Past Discussions, 2012, 8(3): 1591-1614.
    [20] 邵晓华,汪永进,程海,等. 全新世季风气候演化与干旱事件的湖北神农架石笋记录[J]. 科学通报,2006, 51(1):80-86.[Shao Xiaohua, Wang Yognjin, Cheng Hai, et al. Holocene monsoon climate evolution and drought events Shennongjia stalagmite records [J].Chinese Science Bulletin, 2006, 51(1): 80-86.]
    [21] 刘嘉麒,吕厚远, Negendank J,等. 湖光岩玛珥湖全新世气候波动的周期性[J]. 科学通报,2000, 45(11):1190-1195.[Liu Jiaqi, Lü Houyuan, Negendank J,et al. Holocene climatic fluctuations in the cyclical in Maar Lake Huguangyan[J].Chinese Science Bulletin, 2000, 45(11): 1190-1195.]
    [22] 姜修洋,何尧启,沈川洲,等. 全新世黔北降水特征的石笋记录及适宜期结束时间在亚洲季风区的不等时性[J]. 科学通报,2012,57(1):73-79.[Jiang Xiuyang, He Yaoqi, Shen Chuanzhou,et al. Stalagmite-inferred Holocene precipitation in northern Guizhou province, China, and asynchronous termination of the Climatic Optimum in the Asian Monsoon territory[J]. Chinese Science Bulletin, 2012, 57(1): 73-79.]
    [23] 方修琦,候光良. 中国全新世气温序列的集成重建[J]. 地理科学,2011,31(4):385-393.[Fang Xiuqi, Hou Guangliang. Synthetically reconstructed Holocene temperature change in China[J]. Scientia Geographica Sinica, 2011, 31(4): 385-393.]
    [24] Cai Yanjun, Tan Liangcheng, Cheng Hai, et al. The variation of summer monsoon precipitation in central China since the last deglaciation[J]. Earth and Planetary Science Letters, 2010, 291(1/2/3/4): 21-31.
    [25] Li Yu, Wang Nai'ang, Li Zhuolun, et al. Holocene climate cycles in northwest margin of Asian Monsoon[J]. Chinese Geographical Science, 2012, 22(4): 450-461.
    [26] 张美良,朱晓燕,林玉石,等. 桂林洞穴滴水及现代碳酸钙(CaCO3)沉积的碳同位素记录及其环境意义[J]. 地球学报,2009,30(5):634-642.[Zhang Meiliang, Zhu Xiaoyan, Lin Yushi, et al. Cave dripping water and carbon isotopic records of modern carbonate (CaCO3) deposits: Stalagmite in Panlong Cave of Guilin and its environmental significance[J]. Acta Geoscientica Sinica, 2009, 30(5): 634-642.]
    [27] 吴江滢,汪永进,董进国. 全新世东亚夏季风演化的辽宁暖和洞石笋δ18O记录[J]. 第四纪研究,2011,31(6):990-998.[Wu Jiangying, Wang Yongjin, Dong Jinguo. Changes in East Asian summer monsoon during the Holocene recorded by stalagmite δ18O records from Liaoning province[J]. Quaternary Sciences, 2011, 31(6): 990-998.]
    [28] 董进国,张富. 本溪王家崴洞10500-5000a BP石笋记录及区域气候意义[J]. 海洋地质和第四纪地质,2012,32(1):119-125.[Dong Jinguo, Zhang Fu. The mid-holocene climate variation inferred from a dated stalagmite record from Wangjiawei Cave, Northeast China[J]. Marine Geology & Quaternary Geology, 2012, 32(1): 119-125.]
  • [1] 张振球, 张伟宏, 刘树双, 翟秀敏, 邵庆丰.  贵州石笋记录的中晚全新世东亚夏季风变化 . 沉积学报, 2023, 41(1): 196-205. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2021.077
    [2] 张晗, 黄伟, 蒋莹, 陈子元, 沈川洲, 董进国.  亚洲夏季风DO12气候事件的响应模式 . 沉积学报, 2022, 40(3): 765-773. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2021.005
    [3] 崔田丰, 段福才, 张伟宏, 董进国, 朱丽东.  石笋初始234U/238U值的冰量周期特征及其环境意义——以湖北三宝洞为例 . 沉积学报, 2019, 37(2): 301-308. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2018.123
    [4] 张伟宏, 廖泽波, 陈仕涛, 邵庆丰, 段福才, 朱丽东, 王天阳.  湖北高分辨率石笋记录的DO18事件特征 . 沉积学报, 2018, 36(4): 674-683. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2018.051
    [5] 张华生, 殷建军, 程海, R Lawrence Edwards, 林玉石, 唐伟, 杨会, 涂林玲, 王华, 潘谋成, 吴夏.  全新世早期弱夏季风事件的精确定位及机制探讨——以湖南莲花洞LHD5石笋为例 . 沉积学报, 2016, 34(2): 281-291. doi: 10.14027/j.cnki.cjxb.2016.02.007
    [6] 李辰丝, 杨勋林, 黄帆, 李国军, 吕春艳, 杨琰.  重庆羊子洞MIS5a/MIS4转换时期石笋微量元素记录及其气候意义 . 沉积学报, 2015, 33(2): 299-305. doi: 10.14027/j.cnki.cjxb.2015.02.009
    [7] 王权, 刘殿兵, 汪永进, 邓朝.  湖北神农架年纹层石笋记录的YD与8.2 ka事件转型模式研究 . 沉积学报, 2015, 33(6): 1140-1148. doi: 10.14027/j.cnki.cjxb.2015.06.007
    [8] 页岩油评价的关键参数及求取方法研究 . 沉积学报, 2014, 32(1): 174-181.
    [9]  测井资料计算源岩有机碳含量模型对比及分析 . 沉积学报, 2011, 29(6): 1199-1205.
    [10] 王永波.  青藏高原北部可可西里地区近4000年来尘暴事件初探——来自库赛湖沉积物粒度的证据 . 沉积学报, 2009, 27(4): 691-696.
    [11] 珠江水体悬浮物碳稳定同位素组成与流域土壤侵蚀研究 . 沉积学报, 2008, 26(1): 151-157.
    [12] 末次间冰期东亚季风气候不稳定的神农架洞穴石笋记录 . 沉积学报, 2008, 26(1): 139-143.
    [13] 刘殿兵.  神农架天鹅洞石笋76~58 kaB.P.时段DO事件 . 沉积学报, 2007, 25(1): 131-138.
    [14] 张美良, 林玉石, 覃嘉铭, 章程, 涂林玲, 程海.  黔南七星洞石笋古气候变化记录及末次间冰期终止点的确定 . 沉积学报, 2003, 21(3): 473-481.
    [15] 张美良, 袁道先, 林玉石, 覃嘉铭.  贵州荔波董哥洞3号石笋的同位素年龄及古气候信息 . 沉积学报, 2001, 19(3): 425-432.
    [16] 程振波, 刘振夏, 石学法, 鞠小华, Serge Berne, 斋藤文纪.  东海DGKS96—03岩心中微体化石的古海洋学特点、δ18O曲线与AMS14C测年 . 沉积学报, 2000, 18(4): 501-505.
    [17] 张美良, 林玉石, 覃嘉铭.  桂林水南洞石笋的沉积学特征 . 沉积学报, 1999, 17(2): 233-239.
    [18] 李春园, 王先彬, 夏新宇.  甲烷及其同系物δ13C值反序排列特征的数值模拟与非生物成因天然气藏探讨 . 沉积学报, 1999, 17(2): 306-311.
    [19] 王兆荣, 支霞臣, 张汉昌.  杭州地区石笋稳定同位素古气候探索 . 沉积学报, 1997, 15(1): 77-79.
    [20] 李平, 彭子成, 文启彬, 李玉成, 杨辉, 洪阿实, 许志峰, 王明亮, 业渝光, 和杰, 刁少波.  福建宁化天鹅洞石笋年代和古温度 . 沉积学报, 1996, 14(1): 149-155.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  1164
  • HTML全文浏览量:  13
  • PDF下载量:  1052
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2013-11-27
  • 修回日期:  2014-05-05
  • 刊出日期:  2015-02-10

目录

    早全新世季风演化的高分辨率石笋δ18O记录研究——以河南老母洞石笋为例

    doi: 10.14027/j.cnki.cjxb.2015.01.014
      基金项目:  国家自然科学基金(批准号:41372177,40902053,41272192)、高等学校博士学科点专项科研基金(编号:20090182120005)与教育部中央高校基本科研业务费基金(编号:XDJK2011B004)联合资助
      作者简介:

      张银环 女 1988年出生 硕士研究生 全球变化研究 E-mail: 1104134991@qq.com

      通讯作者: 杨琰 男 副教授 E-mail: yy2954@gmail.com
    • 中图分类号: P532

    摘要: 基于豫西老母洞LM2石笋8个高精度230Th年龄,449个氧碳同位素,建立了达十年际分辨率的8.2~10.9 ka B.P.亚洲季风变化的δ18O记录序列.老母洞石笋δ18O值最为偏负达-12.0‰,最偏正为-8.2‰,振幅达3.8‰.早全新世10.13~10.9 ka B.P.时段内,河南西部老母洞石笋和东石崖石笋,陕西九仙洞C996-2石笋δ18O曲线揭示该时段内季风稳定,而中国南方的衙门洞石笋、三宝洞石笋和极地冰芯GRIP记录揭示该时段季风逐渐增强;同时季风达到顶峰的时期也不相同,进一步说明中国南北方早全新世10.13~10.9 ka B.P.时段季风演变过程的差异,可能与中国南北方气候的响应机制有关.从早全新世平均分辨率10年的LM2石笋记录中识别出8.2 ka,9.5 ka,10.2 ka和10.9 ka显著弱季风事件,尤其是8.2 ka和9.5 ka事件.对比分析老母洞与已发表的高分辨率石笋δ18O记录发现:石笋所揭示的某些冷事件发生时间在亚洲季风区存在差异,主要表现在事件内部变化特征及趋势上.LM2石笋δ18O曲线并没有明显记录9.3 ka弱季风事件,而是在9.3~9.6 ka B.P.左右记录了一个弱季风事件,与DSY09(2009)、Y1、HS-4记录相似,表明在该时段内存在季风的减弱事件,但是氧同位素传输的复杂性,使其在南北方表现不同.此外,在LM2石笋δ18O的8.2 ka B.P.开始时段,氧同位素曲线阶段性下降,且变幅达3‰,与Zhang等研究万象洞石笋提出的“中国8 200阶段”吻合,表明中国北方地区的8.2 ka事件是阶段性的事件,而南方的石笋氧同位素记录揭示的8.2 ka事件并未表现出阶段性特征,其原因有待于更多北方高精度石笋记录来进一步研究.LM2石笋氧同位素记录进行功率谱分析发现:在短尺度上季风变化与太阳活动密切相关,这与近年来对早全新世极端气候变化研究的驱动机制是一致的,早全新世亚洲季风的演化与太阳活动变化引起的太阳辐射能量的变化和北半球高纬气候的变化状况有关.

    English Abstract

    张银环, 杨琰, 杨勋林, 殷建军, 黄帆, 任小凤, 赵景耀, 刘肖, 聂旭东. 早全新世季风演化的高分辨率石笋δ18O记录研究——以河南老母洞石笋为例[J]. 沉积学报, 2015, 33(1): 134-141. doi: 10.14027/j.cnki.cjxb.2015.01.014
    引用本文: 张银环, 杨琰, 杨勋林, 殷建军, 黄帆, 任小凤, 赵景耀, 刘肖, 聂旭东. 早全新世季风演化的高分辨率石笋δ18O记录研究——以河南老母洞石笋为例[J]. 沉积学报, 2015, 33(1): 134-141. doi: 10.14027/j.cnki.cjxb.2015.01.014
    ZHANG YinHuan, YANG Yan, YANG XunLin, YIN JianJun, HUANG Fan, REN XiaoFeng, ZHAO JingYao, LIU Xiao, NIE XuDong. Early Holocene Monsoon Evolution of High-resolution Stalagmite δ18O Records: in Henan Laomu Cave[J]. Acta Sedimentologica Sinica, 2015, 33(1): 134-141. doi: 10.14027/j.cnki.cjxb.2015.01.014
    Citation: ZHANG YinHuan, YANG Yan, YANG XunLin, YIN JianJun, HUANG Fan, REN XiaoFeng, ZHAO JingYao, LIU Xiao, NIE XuDong. Early Holocene Monsoon Evolution of High-resolution Stalagmite δ18O Records: in Henan Laomu Cave[J]. Acta Sedimentologica Sinica, 2015, 33(1): 134-141. doi: 10.14027/j.cnki.cjxb.2015.01.014
    参考文献 (28)

    目录

      /

      返回文章
      返回