距今1.5万年至8千年前,全球经历了冰盖大规模消退、海平面上升和大气—海洋环流重组,北半球接连出现Bølling-Allerød暖期和新仙女木(YD)冷期等剧烈变化——从末次冰期逐步向温暖的全新世间冰期过渡,这一气候环境的“转型期”是探究地球环境多尺度演变奥秘的重要窗口。其时,我国东部夏季风显著增强,为该地农业起源和人类定居创造了水热条件极佳的环境。相比之下,地处我国西部内陆的极端干旱的塔里木盆地,此时的气候环境与大气环流背景却十分匮乏,亟需进一步研究。
针对这一问题,中国科学院地球环境研究所黄土科学全国重点实验室的科研人员选取了塔里木盆地代表转型期的高分辨率风成黄土堆积记录——AQ16剖面开展研究(图1)。剖面位于该盆地南缘于田至且末一带的沙尘暴频发区以南的昆仑山北麓。这里的粉尘堆积速率快,厚度大,是北半球粉尘重要的策源地之一,其中部分细粒则借助高空西风急流被输送至北太平洋乃至北极,完整展示了粉尘搬运、沉积(黄土化)与全球传输的过程。目前,这一过程仍在持续。
本研究通过对AQ16剖面精细的光释光年代测定和粒度分析,重建了转型期该地高分辨率的粉尘堆积过程。其中显示,YD时期的塔里木盆地粉尘通量较早全新世增加近10倍,并伴有频繁的百年尺度波动(图2)。这一变化模式不仅与昆仑山古里雅冰芯和格陵兰冰芯中的粉尘记录相似,还可与西欧、中东及黄土高原的记录进行很好的对比。这说明YD期间塔里木盆地上空西风急流的停滞时间可能发生延长,从而对区域粉尘堆积和下游气候产生了显著影响。这一结果为转型期亚洲内陆千年至百年尺度上的粉尘堆积以及大气环流突变提供了重要证据。
这项研究成果最近发表在《Global and Planetary Change》杂志。中国科学院地球环境研究所多核素年代与示踪团队的舒培仙博士为第一作者,舒培仙博士和康树刚研究员为通讯作者。该研究还联合了在该地区长期开展研究工作的宋友桂研究员和华南师范大学李保生教授团队。研究成果得到了国家自然科学基金、中科院战略先导专项(B)以及陕西省杰出青年基金等项目的资助支持。
Peixian Shu*; Dongfeng Niu; Yougui Song; Yuejun Si; Shugang Kang*; Baosheng Li; Weijian Zhou; Zhisheng An. Dust emissions in the arid Asian interior and abrupt changes in midlatitude atmospheric circulation during the glacial-Holocene transition. Global and Planetary Change, 2025, 248(104758):1-11.
https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2025.104758
图1. AQ16剖面的取样照片、年龄与粒度结果
图2. AQ16粉尘与其它气候代理指标在YD期间的比较